C#面向对象设计模式纵横谈 笔记5 Factory Method 工厂方法(创建型模式)
2011-08-19 18:40
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对设计模式的误区:对设计模式结构和代码的追求,不能抓住设计模式的要点,遇到变化的情况可能就不知道设计模式如何应用、代码改如何变化。因为不同的代码可能表示相同的设计模式,而相似的代码可能表示不同的设计模式。所以,设计模式应该关注耦合关系。设计模式和语言关系不大,任何语言都可以表达设计模式,只不过面向对象语言更加富于表现力。对代码的关注应该在理解了设计模式本身理念之后。
从耦合关系谈起
耦合关系直接决定着软件面对变化时的行为:
1)模块与模块之间的紧耦合使得软件面对变化时,相关的模块都要随之更改。
<图1>
2)模块与模块之间的松耦合使得软件面对变化时,一些模块更容易被替换或者更改,但其他模块保持不变。
<图2>
图2可以看出一个主次关系,问题更加好解决,可以将问题一步一步深化。软件仅仅划分为不同的模块是不够的,划分为主次关系,主模块相对稳定,次模块相对变化。我们称主模块成为软件的高层部分(抽象部分),枝叶成为低层部分(细节部分),应该让低层模块依赖于高层模块。高层部分变化快,低层部分变化慢。对设计模式的应用应该是在对软件模块分析的比较清晰的时候运用,按照一个演化的过程深化对系统的认识,否则就是误用。图2除了可以风分清主次关系,还有一个好处就是“依赖倒置”。可以看到主线条(高层模块)可以变化慢,稳定的存在,辅线条(低层模块)快速的变化。他们之间用接口相连,实现了模块的松耦合关系。
主模块要用到子模块,就会产生一个依赖关系,而我们不希望图1的依赖关系,而是图2的依赖关系,他将子模块划分为了接口和实现两部分,主模块使用接口。
动机(Motivation)
在软件系统中,经常面临着 “某个对象” 的创建工作;由于需求的变化,这个对象的具体的实现经常面临着剧烈的变化,但是它却拥有比较稳定的接口。(如果没有剧烈的变化,例如:String,int(子模块)。它比主模块还要稳定,就没有必要应用设计模式。比较稳定的接口:我们封装变化,就需要依赖某些不变的东西,这里就是稳定的接口。)
如何应对这种变化?如何提供一种“封装机制”来隔离出“这个易变对象”的变化 ,从而保持系统中“其他依赖该对象的对象”不随着需求改变而改变?
(隔离变化点,找到了变化部分和不变部分,就找到了高层部分和低层部分,也就找到了抽象部分和细节部分。“其他依赖该对象的对象”即主逻辑,例如:床。“这个易变对象”即辅逻辑,例如:床单。床单变了不能导致床也要换。通过经济原则可以划分出主逻辑和辅逻辑。主逻辑的构造成本高,辅逻辑的构造成本低。)
意图 (Intent)
定义一个用创建对象的接口,让子类决定实例化哪一个类。Factory Method使得一个类的实例化延迟到子类。 —— 《设计模式》GoF
结构(Structure)
例说Factory Method应用 Codes in .NET
1)抽象车类:Car.cs
2)东风车类:DongFengCar.cs
3)红旗车:HongQiCar.cs
4)汽车抽象工厂:CarFactory.cs
5)一个汽车的测试框架:CarTestFramework.cs
6)主程序:
Factory Method模式的几个要点
1)Factory Method模式主要用于隔离类对象的使用者和具体类型之间的耦合关系。面对一个经常变化的具体类型,紧耦合关系会导致软件的脆弱。
2)Factory Method模式通过面向对象的手法,将所要创建的具体对象工作延迟到子类,从而实现一种扩展 (而非更改)的策略,较好地解决了这种紧耦合关系。
3)Factory Method模式解决“单个对象”的需求变化,Abstract Factory 模式解决“系列对象”的需求变化,Builder模式解决“对象部分”的需求变化。
.NET框架中的Factory Method应用 Codes in .NET
推荐参考书
1)《设计模式:可复用面向对象软件的基础》GoF
2)《面向对象分析与设计》Grady Booch
3)《敏捷软件开发:原则、模式与实践》Robert C. Martin
4)《重构:改善既有代码的设计》Martin Fowler《Refactoringto Patterns 》JoshuaKerievsky
对设计模式的误区:对设计模式结构和代码的追求,不能抓住设计模式的要点,遇到变化的情况可能就不知道设计模式如何应用、代码改如何变化。因为不同的代码可能表示相同的设计模式,而相似的代码可能表示不同的设计模式。所以,设计模式应该关注耦合关系。设计模式和语言关系不大,任何语言都可以表达设计模式,只不过面向对象语言更加富于表现力。对代码的关注应该在理解了设计模式本身理念之后。
从耦合关系谈起
耦合关系直接决定着软件面对变化时的行为:
1)模块与模块之间的紧耦合使得软件面对变化时,相关的模块都要随之更改。
<图1>
2)模块与模块之间的松耦合使得软件面对变化时,一些模块更容易被替换或者更改,但其他模块保持不变。
<图2>
图2可以看出一个主次关系,问题更加好解决,可以将问题一步一步深化。软件仅仅划分为不同的模块是不够的,划分为主次关系,主模块相对稳定,次模块相对变化。我们称主模块成为软件的高层部分(抽象部分),枝叶成为低层部分(细节部分),应该让低层模块依赖于高层模块。高层部分变化快,低层部分变化慢。对设计模式的应用应该是在对软件模块分析的比较清晰的时候运用,按照一个演化的过程深化对系统的认识,否则就是误用。图2除了可以风分清主次关系,还有一个好处就是“依赖倒置”。可以看到主线条(高层模块)可以变化慢,稳定的存在,辅线条(低层模块)快速的变化。他们之间用接口相连,实现了模块的松耦合关系。
主模块要用到子模块,就会产生一个依赖关系,而我们不希望图1的依赖关系,而是图2的依赖关系,他将子模块划分为了接口和实现两部分,主模块使用接口。
动机(Motivation)
在软件系统中,经常面临着 “某个对象” 的创建工作;由于需求的变化,这个对象的具体的实现经常面临着剧烈的变化,但是它却拥有比较稳定的接口。(如果没有剧烈的变化,例如:String,int(子模块)。它比主模块还要稳定,就没有必要应用设计模式。比较稳定的接口:我们封装变化,就需要依赖某些不变的东西,这里就是稳定的接口。)
如何应对这种变化?如何提供一种“封装机制”来隔离出“这个易变对象”的变化 ,从而保持系统中“其他依赖该对象的对象”不随着需求改变而改变?
(隔离变化点,找到了变化部分和不变部分,就找到了高层部分和低层部分,也就找到了抽象部分和细节部分。“其他依赖该对象的对象”即主逻辑,例如:床。“这个易变对象”即辅逻辑,例如:床单。床单变了不能导致床也要换。通过经济原则可以划分出主逻辑和辅逻辑。主逻辑的构造成本高,辅逻辑的构造成本低。)
意图 (Intent)
定义一个用创建对象的接口,让子类决定实例化哪一个类。Factory Method使得一个类的实例化延迟到子类。 —— 《设计模式》GoF
结构(Structure)
例说Factory Method应用 Codes in .NET
1)抽象车类:Car.cs
/// <summary> /// 抽象车 /// </summary> public abstract class Car { public abstract void StartUp(); public abstract void Run(); public abstract void Trun(Direction direction); public abstract void Stop(); }
2)东风车类:DongFengCar.cs
/// <summary> /// 东风车 /// </summary> class DongFengCar : Car { public override void StartUp() { //... } public override void Run() { //... } public override void Trun(Direction direction) { //... } public override void Stop() { //... } } /// <summary> /// 东风车工厂,依赖于抽象汽车工厂CarFactory(此类与HongQiCar是强依赖关系) /// </summary> public class DongFengCarFactory : CarFactory { public override Car CreateCar() { return new DongFengCar(); } }
3)红旗车:HongQiCar.cs
/// <summary> /// 红旗车 /// </summary> class HongQiCar : Car { public override void StartUp() { //... } public override void Run() { //... } public override void Trun(Direction direction) { //... } public override void Stop() { //... } } /// <summary> /// 红旗车工厂,依赖于抽象汽车工厂CarFactory(此类与HongQiCar是强依赖关系) /// </summary> public class HongQiCarFactory : CarFactory { public override Car CreateCar() { return new HongQiCar(); } }
4)汽车抽象工厂:CarFactory.cs
/// <summary> /// 抽象汽车工厂 /// </summary> public abstract class CarFactory { public abstract Car CreateCar(); }
5)一个汽车的测试框架:CarTestFramework.cs
/// <summary> /// 测试多个不同类型的Car实例 /// </summary> class CarTestFramework { public void BuildTestContext(CarFactory carFactory) { Car car1 = carFactory.CreateCar(); Car car2 = carFactory.CreateCar(); Car car3 = carFactory.CreateCar(); } public void DoTest(Car car) { car.Run(); } public void GetTestData(Car car) { car.Stop(); } }
6)主程序:
class Program { static void Main(string[] args) { CarTestFramework carTestFramework = new CarTestFramework(); carTestFramework.BuildTestContext(new HongQiCarFactory()); } }
Factory Method模式的几个要点
1)Factory Method模式主要用于隔离类对象的使用者和具体类型之间的耦合关系。面对一个经常变化的具体类型,紧耦合关系会导致软件的脆弱。
2)Factory Method模式通过面向对象的手法,将所要创建的具体对象工作延迟到子类,从而实现一种扩展 (而非更改)的策略,较好地解决了这种紧耦合关系。
3)Factory Method模式解决“单个对象”的需求变化,Abstract Factory 模式解决“系列对象”的需求变化,Builder模式解决“对象部分”的需求变化。
.NET框架中的Factory Method应用 Codes in .NET
推荐参考书
1)《设计模式:可复用面向对象软件的基础》GoF
2)《面向对象分析与设计》Grady Booch
3)《敏捷软件开发:原则、模式与实践》Robert C. Martin
4)《重构:改善既有代码的设计》Martin Fowler《Refactoringto Patterns 》JoshuaKerievsky
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