C#实现GoF工厂方法模式详细解析

工厂方法模式（Factory Method Pattern）是软件开发中的一种常用的设计模式，它属于创建型模式的一种，用来封装对象的创建过程。工厂方法模式通过定义一个用于创建对象的接口，让子类来决定实例化哪一个类，使得创建对象和使用对象分离，从而降低代码之间的耦合度。 工厂方法模式的结构通常包含以下几个角色： 1. **抽象产品（Product）**：定义产品的接口，是工厂方法模式所创建对象的超类型，也就是产品对象所实现的接口或必须实现的抽象类。 2. **具体产品（Concrete Product）**：实现了抽象产品接口的具体类，每一个具体产品都对应一个具体工厂。 3. **抽象工厂（Creator）**：声明工厂方法，该方法返回一个产品类型的对象，工厂方法的返回类型通常被声明为抽象产品类型。 4. **具体工厂（Concrete Creator）**：重写了抽象工厂中的工厂方法，返回一个具体产品类型的对象。 工厂方法模式的核心在于创建对象的任务由子类实现。这样做的好处有： - 使创建和使用相分离，提高系统的可扩展性，降低类之间的耦合度； - 客户端不需要知道具体产品的细节，只需要知道产品对应的工厂即可； - 增加新的产品类时，不需要修改现有的系统代码，只需要添加一个具体的产品类以及对应的工厂类，符合开闭原则。 关于描述中提到的“简单工厂模式”和工厂方法模式的区别，简单工厂模式使用一个工厂类创建不同类型的对象，而工厂方法模式使用多个工厂类，每个工厂类只负责创建某一种类型的产品。这样，工厂方法模式在扩展新的产品时更加灵活。 实例中提到的“多文档系统”可能是一个应用场景，这可以是一个用户界面，其中不同的文档（产品）由不同的工厂（DocumentFactory）创建。在实际编程中，这样的系统可能包含一系列的文档对象（如Word文档、PDF文档等），每个文档工厂负责生产它自己的文档实例。 以下是一个简单的工厂方法模式在C#中的实现示例代码： ```csharp // 抽象产品 public abstract class Product { public abstract void Use(); } // 具体产品A public class ConcreteProductA : Product { public override void Use() { Console.WriteLine("Using ConcreteProductA"); } } // 具体产品B public class ConcreteProductB : Product { public override void Use() { Console.WriteLine("Using ConcreteProductB"); } } // 抽象工厂 public abstract class Factory { public abstract Product Create(); } // 具体工厂A public class ConcreteFactoryA : Factory { public override Product Create() { return new ConcreteProductA(); } } // 具体工厂B public class ConcreteFactoryB : Factory { public override Product Create() { return new ConcreteProductB(); } } // 使用示例 class Program { static void Main(string[] args) { Factory factory = new ConcreteFactoryA(); Product product = factory.Create(); product.Use(); factory = new ConcreteFactoryB(); product = factory.Create(); product.Use(); } } ``` 在上述代码中，我们定义了抽象产品`Product`和两个具体产品`ConcreteProductA`与`ConcreteProductB`，同时定义了抽象工厂`Factory`和两个具体工厂`ConcreteFactoryA`与`ConcreteFactoryB`。通过`Factory`的`Create`方法创建相应的产品实例，并通过`Product`的`Use`方法来使用产品。 标签中的“GoF”指的是“Gang of Four”，即《设计模式：可复用面向对象软件的基础》一书的四位作者，该书首次系统地总结了设计模式，并广泛应用于软件工程领域。标签中的“FactoryMethodPatter”是工厂方法模式的英文拼写。 总结来说，工厂方法模式通过在父类中定义一个创建对象的抽象方法，并让子类决定实例化哪一个类，实现了一种解耦的方式，这种方式使得系统的扩展性增强，符合软件开发的开放-封闭原则。