设计模式——简单工厂，工厂方法，抽象工厂

2016-04-11 本文已影响1282人 game3108

前言

本文csdn地址：http://blog.csdn.net/game3108/article/details/51147953
设计模式在工作中经常会用到：

创建型模式（5）：工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式。
结构型模式（7）：适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。
行为型模式（11）：策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。

本身设计模式的诞生，也是基于设计模式的六大原则：

单一职责原则（Single Responsibility Principle)
里氏替换原则（Liskov Substitution Principle)
依赖倒置原则（Dependence Inversion Principle）
接口隔离原则（Interface Segregation Principle）
迪米特法则（Law Of Demeter）
开闭原则（Open Close Principle）

具体这六大原则的含义，可以参考设计模式六大原则。

我自己在用设计模式的过程当中，主要感觉到其实设计模式有以下作用：

更方便模块的复用和测试
方便看懂和修改另一个写的代码！

本文主要以代码形式实现每一种设计模式，算是自己的一种复习和实践。相应的代码，也会放到github上。
本文的类图均来自于《Objective-C编程之道 iOS设计模式解析》。

本篇主要讲：

简单工厂
工厂方法
抽象工厂

0.简单工厂

简单工厂本身并不是23种设计模式的一种，更比较像一种编程习惯，但也是经常使用。
《Head First》的例子：
客户到pizza store点不同类型的pizza，有cheese的，也有clam的。

pizza类:

#import <Foundation/Foundation.h>

typedef NS_ENUM(NSInteger, PizzaType){
    Cheese  = 0,
    Clam    = 1
};

@interface SFPizza : NSObject
- (void) prepare;
- (void) bake;
- (void) cut;
- (void) box;
@end

#import "SFPizza.h"

@interface SFCheesePizza : SFPizza

@end

@interface SFClamPizza : SFPizza

@end

Simple Factory：

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "SFPizza.h"

@interface SFPizzaSimpleFactory : NSObject
- (SFPizza *) createPizza:(PizzaType) pizzaType;
@end

#import "SFPizzaSimpleFactory.h"
#import "SFCheesePizza.h"
#import "SFClamPizza.h"

@implementation SFPizzaSimpleFactory

- (SFPizza *) createPizza:(PizzaType) pizzaType{
    SFPizza *pizza = nil;
    if (pizzaType == Cheese){
        pizza = [[SFCheesePizza alloc]init];
    }else if (pizzaType == Clam){
        pizza = [[SFClamPizza alloc]init];
    }
    return pizza;
}

@end

Pizza Store:

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "SFPizza.h"

@interface SFPizzaStore : NSObject
- (SFPizza *) orderPizza:(PizzaType)pizzaType;
@end

#import "SFPizzaStore.h"
#import "SFPizzaSimpleFactory.h"

@interface SFPizzaStore(){
    SFPizzaSimpleFactory *_simpleFactory;
}
@end

@implementation SFPizzaStore

- (instancetype)init{
    self = [super init];
    if ( self ){
        _simpleFactory = [[SFPizzaSimpleFactory alloc]init];
    }
    return self;
}

- (SFPizza *) orderPizza:(PizzaType)pizzaType{
    SFPizza *pizza = [_simpleFactory createPizza:pizzaType];
    
    [pizza prepare];
    [pizza bake];
    [pizza cut];
    [pizza box];
    
    return pizza;
}
@end

1.工厂方法

概念：定义创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。工厂方法使得一个类的实例化延迟到子类。

类图：

Paste_Image.png

何时使用：

编译时无法准备预期要创建的对象的类
类想让其子类决定在运行时创建什么
类有若干辅助类为子类，而你想将返回哪个子类这一信息局部化

《Head First》的例子：
纽约和芝加哥的pizza store有各自差异化的风味，提供当地风格的cheese和clam的pizza。

pizza类:

#import <Foundation/Foundation.h>

typedef NS_ENUM(NSInteger, PizzaType){
    Cheese  = 0,
    Clam    = 1
};

@interface FMPizza : NSObject
- (void) prepare;
- (void) bake;
- (void) cut;
- (void) box;
@end

#import "FMPizza.h"

@interface FMNYCheesePizza : FMPizza

@end

@interface FMNYClamPizza : FMPizza

@end

@interface FMChicagoCheesePizza : FMPizza

@end

@interface FMChicagoClamPizza : FMPizza

@end

pizza store抽象：

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "FMPizza.h"

@protocol FMPizzaStore <NSObject>
- (FMPizza *) createPizza:(PizzaType)pizzaType;
- (FMPizza *) orderPizza:(PizzaType)pizzaType;
@end

pizza store实现：

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "FMPizzaStore.h"

@interface FMNYPizzaStore : NSObject<FMPizzaStore>

@end

#import "FMNYPizzaStore.h"
#import "FMNYCheesePizza.h"
#import "FMNYClamPizza.h"

@implementation FMNYPizzaStore
- (FMPizza *) createPizza:(PizzaType)pizzaType{
    FMPizza *pizza = nil;
    if (pizzaType == Cheese){
        pizza = [[FMNYCheesePizza alloc]init];
    } else if (pizzaType == Clam){
        pizza = [[FMNYClamPizza alloc]init];
    }
    return pizza;
}
- (FMPizza *) orderPizza:(PizzaType)pizzaType{
    FMPizza *pizza = [self createPizza:pizzaType];
    
    [pizza prepare];
    [pizza bake];
    [pizza cut];
    [pizza box];
    
    return pizza;
}
@end

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "FMPizzaStore.h"

@interface FMChicagoPizzaStore : NSObject<FMPizzaStore>

@end

#import "FMChicagoPizzaStore.h"
#import "FMChicagoCheesePizza.h"
#import "FMChicagoClamPizza.h"

@implementation FMChicagoPizzaStore
- (FMPizza *) createPizza:(PizzaType)pizzaType{
    FMPizza *pizza = nil;
    if (pizzaType == Cheese){
        pizza = [[FMChicagoCheesePizza alloc]init];
    } else if (pizzaType == Clam){
        pizza = [[FMChicagoClamPizza alloc]init];
    }
    return pizza;
}
- (FMPizza *) orderPizza:(PizzaType)pizzaType{
    FMPizza *pizza = [self createPizza:pizzaType];
    
    [pizza prepare];
    [pizza bake];
    [pizza cut];
    [pizza box];
    
    return pizza;
}
@end

2.抽象工厂

概念：提供一个创建一系列相关或相互以来对象的接口，而无需指定它们的具体的类。

类图：

Paste_Image.png

何时使用：

系统需要屏蔽有关对象如何创建，如何组织和如何表达
系统需要由关联的多个对象来构成
有关联的多个对象需要一起应用并且它们的约束是强迫的（不可分离）。
你想提供一组对象而不显示它们的实现过程，只显示它们的接口。

抽象工厂和工厂方法的区别：
抽象工厂：

通过对象组合创建抽象产品
创建多系列产品
必须修改父类的接口才能支持新的产品

工厂方法：

通过类继承创建抽象产品
创建一种产品
子类化创建者并重载工厂方法以创建新的产品

《Head First》的例子：
纽约和芝加哥的pizza store提供的cheese和clam的pizza，但原料不同，做出来的pizza也不同。

原料类：

@interface AFCheese : NSObject
@end
@interface AFNYCheese : AFCheese
@end
@interface AFChicagoCheese : AFCheese
@end

@interface AFClam : NSObject
@end
@interface AFNYClam : AFClam
@end
@interface AFChicagoClam : AFClam
@end

@interface AFSauce : NSObject
@end

pizza类:

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "AFCheese.h"
#import "AFClam.h"
#import "AFSauce.h"
#import "AFPizzaIngredientFactory.h"

typedef NS_ENUM(NSInteger, PizzaType){
    Cheese  = 0,
    Clam    = 1
};

@interface AFPizza : NSObject
@property (nonatomic, strong) AFCheese  *cheese;
@property (nonatomic, strong) AFClam    *clam;
@property (nonatomic, strong) AFSauce   *sauce;
- (instancetype)initWithPizzaIngredientFactory:(id<AFPizzaIngredientFactory>) factory;
- (void) prepare;
- (void) bake;
- (void) cut;
- (void) box;
@end

#import "AFPizza.h"

@implementation AFPizza
- (instancetype)initWithPizzaIngredientFactory:(id<AFPizzaIngredientFactory>) factory{
    self = [super init];
    return self;
}
- (void) prepare{
}
- (void) bake{
    NSLog(@"start bake");
}
- (void) cut{
    NSLog(@"start cut");
}
- (void) box{
    NSLog(@"start box");
}
@end

pizza 子类：

#import "AFPizza.h"

@interface AFCheesePizza : AFPizza
@end

#import "AFCheesePizza.h"

@interface AFCheesePizza(){
    id<AFPizzaIngredientFactory> _factory;
}
@end

@implementation AFCheesePizza

- (instancetype)initWithPizzaIngredientFactory:(id<AFPizzaIngredientFactory>) factory{
    self = [super init];
    if (self){
        _factory = factory;
    }
    return self;
}

- (void)prepare{
    self.cheese = [_factory createCheese];
    self.sauce  = [_factory createSource];
}
@end

#import "AFPizza.h"

@interface AFClamPizza : AFPizza
@end

#import "AFClamPizza.h"

@interface AFClamPizza(){
    id<AFPizzaIngredientFactory> _factory;
}
@end

@implementation AFClamPizza

- (instancetype)initWithPizzaIngredientFactory:(id<AFPizzaIngredientFactory>) factory{
    self = [super init];
    if (self){
        _factory = factory;
    }
    return self;
}

- (void)prepare{
    self.clam   = [_factory createClam];
    self.sauce  = [_factory createSource];
}
@end

pizza ingredient factory 抽象

#import <Foundation/Foundation.h>

@class AFCheese;
@class AFClam;
@class AFSauce;

@protocol AFPizzaIngredientFactory
- (AFCheese *)  createCheese;
- (AFClam *)    createClam;
- (AFSauce *)   createSource;
@end

pizza ingredient factory 实现

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "AFPizzaIngredientFactory.h"

@interface AFNYPizzaIngredientFactory : NSObject<AFPizzaIngredientFactory>

@end

#import "AFNYPizzaIngredientFactory.h"
#import "AFNYCheese.h"
#import "AFNYClam.h"
#import "AFSauce.h"

@implementation AFNYPizzaIngredientFactory
- (AFCheese *) createCheese{
    return [[AFNYCheese alloc]init];
}
- (AFClam *) createClam{
    return [[AFNYClam alloc]init];
}
- (AFSauce *) createSource{
    return [[AFSauce alloc]init];
}
@end

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "AFPizzaIngredientFactory.h"

@interface AFChicagoIngredientFactory : NSObject<AFPizzaIngredientFactory>

@end

#import "AFChicagoIngredientFactory.h"
#import "AFChicagoCheese.h"
#import "AFChicagoClam.h"
#import "AFSauce.h"

@implementation AFChicagoIngredientFactory
- (AFCheese *) createCheese{
    return [[AFChicagoCheese alloc]init];
}
- (AFClam *) createClam{
    return [[AFChicagoClam alloc]init];
}
- (AFSauce *) createSource{
    return [[AFSauce alloc]init];
}
@end

pizza store抽象：

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "AFPizza.h"

@protocol AFPizzaStore
- (AFPizza *) createPizza:(PizzaType)pizzaType;
- (AFPizza *) orderPizza:(PizzaType)pizzaType;
@end

pizza store实现：

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "AFPizzaStore.h"

@interface AFNYPizzaStore : NSObject<AFPizzaStore>
@end

#import "AFNYPizzaStore.h"
#import "AFNYPizzaIngredientFactory.h"
#import "AFCheesePizza.h"
#import "AFClamPizza.h"

@implementation AFNYPizzaStore
- (AFPizza *) createPizza:(PizzaType)pizzaType{
    AFPizza *pizza = nil;
    AFNYPizzaIngredientFactory *factory = [[AFNYPizzaIngredientFactory alloc]init];
    
    if ( pizzaType == Cheese ){
        pizza = [[AFCheesePizza alloc]initWithPizzaIngredientFactory:factory];
    }else if ( pizzaType == Clam ){
        pizza = [[AFClamPizza alloc]initWithPizzaIngredientFactory:factory];
    }
    
    return pizza;
}
- (AFPizza *) orderPizza:(PizzaType)pizzaType{
    AFPizza *pizza = [self createPizza:pizzaType];
    
    [pizza prepare];
    [pizza bake];
    [pizza cut];
    [pizza box];
    
    return pizza;
}
@end

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "AFPizzaStore.h"

@interface AFChicagoPizzaStore : NSObject<AFPizzaStore>

@end

#import "AFChicagoPizzaStore.h"
#import "AFChicagoIngredientFactory.h"
#import "AFCheesePizza.h"
#import "AFClamPizza.h"

@implementation AFChicagoPizzaStore
- (AFPizza *) createPizza:(PizzaType)pizzaType{
    AFPizza *pizza = nil;
    AFChicagoIngredientFactory *factory = [[AFChicagoIngredientFactory alloc]init];
    
    if ( pizzaType == Cheese ){
        pizza = [[AFCheesePizza alloc]initWithPizzaIngredientFactory:factory];
    }else if ( pizzaType == Clam ){
        pizza = [[AFClamPizza alloc]initWithPizzaIngredientFactory:factory];
    }
    
    return pizza;
}
- (AFPizza *) orderPizza:(PizzaType)pizzaType{
    AFPizza *pizza = [self createPizza:pizzaType];
    
    [pizza prepare];
    [pizza bake];
    [pizza cut];
    [pizza box];
    
    return pizza;
}
@end

一些个人总结

1.什么时候会去用工厂模式？（简单工厂，工厂方法，抽象工厂）
为了不再需要直接创建对象，降低代码耦合度。对于创建多种具有同一系列行为的物体，使用工厂方法。对于产品族使用抽象工厂。
2.简单工厂的缺点
简单工厂主要违反了开闭原则：对扩展开放，对修改关闭。添加一种对象，就要去修改简单工厂中的获取对象方法。

参考资料

1.《Objective-C编程之道 iOS设计模式解析》
2.《Head First设计模式》
3.设计模式六大原则
4.设计模式六大原则

设计模式——简单工厂，工厂方法，抽象工厂

前言

本篇主要讲：

0.简单工厂

1.工厂方法

2.抽象工厂

一些个人总结

参考资料

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