設計模式-工廠方法模式

工廠方法模式是一種建立型設計模式, 提供一種統一的方式來建立物件, 呼叫者無需關心具體的構建細節

物件的建立過程被封裝在工廠類中, 呼叫者只需要使用一個共同的介面來獲取物件, 不需要直接使用new操作符

這樣可以降低使用者端和具體產品類之間的耦合度, 提高系統的可延伸性和可維護性

工廠方法模式的作用

• 定義統一的工廠介面, 實現了物件建立和使用的分離, 讓使用者端不需要知道具體的產品類名, 只需要知道產品所屬的工廠即可
• 可以根據不同的需求和環境, 動態地選擇具體的產品類來建立物件, 增加了系統的靈活性
• 可以對產品進行統一的管理和設定, 方便後期維護和升級
• 可以解耦物件的建立和使用過程, 把物件的範例化交給工廠類
• 可以靈活應對變化的業務需求, 方便程式碼管理、避免程式碼重複
• ......

工廠方法模式適用於什麼場景

當一個類不知道或者不關心它需要建立的物件的具體細節時, 可以使用工廠方法模式

例如, 遊戲在開始的時候需要建立一個角色, 但是不知道具體要建立哪種角色(如戰士、法師、盜賊等, 角色的選擇可能是在這個流程開始之前確定下來的), 同樣也不知道建立這些物件都需要什麼條件, 這種情況下就可以考慮使用工廠方法模式, 讓子類工廠(例如戰士工廠)來建立角色

類圖

程式碼

雖然很怪, 但還是先用中文編碼吧, 看懂應該不難

定義角色

public abstract class 角色
{
    protected 角色(string 角色名稱) => this.角色名稱 = 角色名稱;
    public string 角色名稱 { get; set; }
    public abstract void 跑路();
}
public class 戰士 : 角色
{
    public 戰士() : base("戰士") { }
    public override void 跑路() => Console.WriteLine($"{角色名稱}開著野蠻衝鋒跑路");
}
public class 法師 : 角色
{
    public 法師() : base("法師") { }
    public override void 跑路() => Console.WriteLine($"{角色名稱}開著疾風術跑路");
}
public class 盜賊 : 角色
{
    public 盜賊() : base("盜賊") { }
    public override void 跑路() => Console.WriteLine($"{角色名稱}開著潛行跑路");
}

然後定義對應的角色工廠

public abstract class 角色工廠
{
    public abstract 角色 建立角色();
}
public class 戰士工廠 : 角色工廠
{
    public override 角色 建立角色() => new 戰士();
}
public class 法師工廠 : 角色工廠
{
    public override 角色 建立角色() => new 法師();
}
public class 盜賊工廠 : 角色工廠
{
    public override 角色 建立角色() => new 盜賊();
}

如何去使用

角色工廠 工廠 = new 法師工廠();
var 玩家角色 = 工廠.建立角色();
玩家角色.跑路();

工廠 = new 盜賊工廠();
玩家角色 = 工廠.建立角色();
玩家角色.跑路();

兩次跑路的輸出為

法師開著疾風術跑路

盜賊開著潛行跑路

在這種時候可能看不出工廠模式的作用, 下面是一個簡單的程式碼演示

new 山洞副本(new 法師工廠()).危險發生();

class 山洞副本
{
    private 角色 玩家角色;
    private readonly 角色工廠 工廠;
    public 山洞副本(角色工廠 工廠)
    {
        this.工廠 = 工廠;
        Init();
    }

    private void Init()
    {
        Console.WriteLine("開始初始化");
        玩家角色 = 工廠.建立角色();
        Console.WriteLine($"成功載入 {玩家角色.角色名稱}");
    }

    public void 危險發生()
    {
        Console.WriteLine("出現大群野生籃球");
        玩家角色.跑路();
        if (DateTime.Now.DayOfWeek == DayOfWeek.Thursday)
        {
            Console.WriteLine("今天是逃不過的肯德基瘋狂星期四");
            Console.WriteLine($"角色{玩家角色.角色名稱} 死亡，重新初始化");
            Init();
        }
        else
        {
            Console.WriteLine("成功逃脫了！");
        }
    }
}

建立副本時傳入角色工廠, 初始化副本資料的時候由工廠建立角色, 當危險發生時觸發玩家角色的跑路方法, 如果週四就逃跑失敗重新初始化角色, 副本並不需要知道建立角色的細節, 這些細節都被封裝在了工廠中

在這種情況下, 即使以後有新增加的角色, 比如平民,遊俠什麼的, 只需要實現對應的工廠和角色類, 然後在建立副本的時候修改傳入的工廠即可

只要副本的業務沒有變化就無需更改副本類的程式碼