工厂方法（设计模式）

原文连接：http://www.cocoachina.com/newbie/basic/2013/0516/6219.html

什么是工厂方法？

 

GOF是这样描述工厂模式的：

“Define an interface for creating an object, but let subclasses decide which class to instantiate. Factory Method lets a class defer instantiation to subclasses.”

 

在基类中定义创建对象的一个接口，让子类决定实例化哪个类。工厂方法让一个类的实例化延迟到子类中进行。

 

工厂方法要解决的问题是对象的创建时机，它提供了一种扩展的策略，很好地符合了开放封闭原则。工厂方法也叫做虚构造器（Virtual Constructor）。

 

如下图所示，是工厂方法的类结构图：



 

什么时候使用工厂方法？

当是如下情况是，可以使用工厂方法：一个类不知道它所必须创建的对象的类时，一个类希望有它的子类决定所创建的对象时。

 

更多关于工厂方法的介绍，可以参考本文最后给出的参考内容。下面我们就来看看在iOS中工厂方法的一种实现方法。

 

iOS中工厂方法的实现

如下有一个类图，该图描述了下面即将实现的工厂方法（利用工厂方法，创建出不同的形状）。其中BVShapeFactory为工厂方法的基类，BVShape为形状的基类，BVClient通过BVShapeFactory，利用 BVShapeFactory的子类（BVCircleShapeFactory和BVSquareShapeFactory）分别创建出BVCircleShape和BVSquareShape。

 



如下图，是在Xcode中创建的相关文件

 



 

（具体实现步骤如下（建议下载本文最后给出的代码实例，用Xcode查阅代码）：

 

1.创建一个形状基类BVShape。该类中定义了形状的基本行为和属性，如下代码所示：

 

BVShape.h

1.//

2.//  BVShape.h

3.//  FactoryMethodPattern

4.//

5.//  Created by BeyondVincent on 13-5-15.

6.//  Copyright (c) 2013年 BeyondVincent. All rights reserved.

7.//

8. 

9.#define BV_Exception_Format @"在%@的子类中必须override:%@方法"

10. 

11.@interface BVShape : NSObject

12. 

13.@property (nonatomic, weak)NSString *name;

14. 

15.// 子类必须重写这个draw方法，否则会抛出异常错误

16.-(void)draw;

17. 

18.@end

 

BVShape.m

1.//

2.//  BVShape.m

3.//  FactoryMethodPattern

4.//

5.//  Created by BeyondVincent on 13-5-15.

6.//  Copyright (c) 2013年 BeyondVincent. All rights reserved.

7.//

8. 

9.#import "BVShape.h"

10. 

11.@implementation BVShape

 12.

13.-(id)init

14.{

15.  self = [super init];

16.    if (self) {

17.        // 做一些初始化任务

18.    }

19.    return self;

20.}

21. 

22.-(void)draw

23.{

24.    // 如果是通过BVShape的实例调用此处的draw，则绘制一个BVShape图形

25.    if ([self isMemberOfClass:[BVShape class]]) {

 26.       NSLog(@"绘制一个BVShape图形");

27.    } else {

28.        // 如果是通过BVShape子类的实例调用了此处的draw，则抛出一个异常：表明子类并没有重写draw方法。

29.        // 注：在OC中并没有abstract class的概念，只有protocol，如果在基类中只定义接口(没有具体方法的实现)，

30.        //    则可以使用protocol，这样会更方便。 

31.        [NSException raise:NSInternalInconsistencyException

32.                    format:BV_Exception_Format, [NSString stringWithUTF8String:object_getClassName(self)], NSStringFromSelector(_cmd)];

33.    }

34.}

35. 

36.@end

 

 

在上面的代码中定义了一个draw方法，为了让子类必须实现该方法，在BVShape中做了特殊处理，具体内容可以看上面的代码，已经有注视了。

 

2.子类化形状基类。首先子类化一个圆形类：BVCircleShape。

BVCircleShape.h

1.//

2.//  BVCircleShape.h

3.//  FactoryMethodPattern

4.//

5.//  Created by BeyondVincent on 13-5-15.

6.//  Copyright (c) 2013年 BeyondVincent. All rights reserved.

7.//

8. 

9.#import "BVShape.h"

10. 

11.@interface BVCircleShape : BVShape

12. 

13.@end

 

BVCircleShape.m

1.//

2.//  BVCircleShape.m

3.//  FactoryMethodPattern

4.//

5.//  Created by BeyondVincent on 13-5-15.

6.//  Copyright (c) 2013年 BeyondVincent. All rights reserved.

7.//

8. 

9.#import "BVCircleShape.h"

 10.

11.@implementation BVCircleShape

12. 

13.-(void)draw

14.{

15.    NSLog(@"绘制一个BVCircleShape图形");

16.}

17. 

18.@end

 

 

在上面的子类中，重写了基类的draw方法。同样，我们再子类化一个正方形类，并重写draw方法，如下代码所示：

BVSquareShape.h

1.//

2.//  BVSquareShape.h

3.//  FactoryMethodPattern

4.//

5.//  Created by BeyondVincent on 13-5-15.

6.//  Copyright (c) 2013年 BeyondVincent. All rights reserved.

7.//

8. 

9.#import "BVShape.h"

10. 

11.@interface BVSquareShape : BVShape

 12.

13.@end

 

BVSquareShape.m

1.//

2.//  BVSquareShape.m

3.//  FactoryMethodPattern

4.//

5.//  Created by BeyondVincent on 13-5-15.

6.//  Copyright (c) 2013年 BeyondVincent. All rights reserved.

7.//

8. 

9.#import "BVSquareShape.h"

10.

11.@implementation BVSquareShape

12. 

13.-(void)draw

14.{

15.    NSLog(@"绘制一个BVSquareShape图形");

16.}

17. 

18.@end

 

3.创建一个工厂方法的基类BVShapeFactory

BVShapeFactory.h

1.//

2.//  BVShapeFactory.h

3.//  FactoryMethodPattern

4.//

5.//  Created by BeyondVincent on 13-5-15.

6.//  Copyright (c) 2013年 BeyondVincent. All rights reserved.

7.//

8. 

9.#import "BVShape.h"

10. 

11.@interface BVShapeFactory : NSObject

12. 

13.-(BVShape *) factoryMethod;

14. 

15.@end

 

BVShapeFactory.m

1.//

2.//  BVShapeFactory.m

3.//  FactoryMethodPattern

4.//

5.//  Created by BeyondVincent on 13-5-15.

6.//  Copyright (c) 2013年 BeyondVincent. All rights reserved.

7.//

8. 

9.#import "BVShapeFactory.h"

10. 

11.@implementation BVShapeFactory

12. 

13.-(BVShape *)factoryMethod

14.{

15.    // 在此处，子类必须重写factoryMethod方法。当然，在工厂模式中，也可以在此处返回一个默认的Product。

16.    // 如果是通过BVShapeFactory子类的实例调用了此处的factoryMethod，则抛出一个异常：表明子类并没有重写factoryMethod方法。

17.    [NSException raise:NSInternalInconsistencyException

18.                format:BV_Exception_Format, [NSString stringWithUTF8String:object_getClassName(self)], NSStringFromSelector(_cmd)];

19. 

20.    // 下面这个return语句只是为了消除警告，实际上永远都不会执行到这里。

21.    return nil;

22.}

23. 

24.@end

 

在上面的代码中，定义了一个factoryMethod，该类的子类必须实现该方法，通过实现该方法，返回一个具体的形状对象。下面来看看该类的子类化。

 

4.子类化工厂方法的基类。首先子类化一个圆形工厂方法BVCircleShapeFactory：

BVCircleShapeFactory.h

1.//

2.//  BVCircleShapeFactory.h

3.//  FactoryMethodPattern

4.//

5.//  Created by BeyondVincent on 13-5-15.

6.//  Copyright (c) 2013年 BeyondVincent. All rights reserved.

7.//

 8.

9.#import "BVShapeFactory.h"

10.#import "BVCircleShape.h"

11. 

12.@interface BVCircleShapeFactory : BVShapeFactory

13. 

14.@end

 

BVCircleShapeFactory.m

1.//

2.//  BVCircleShapeFactory.m

3.//  FactoryMethodPattern

4.//

5.//  Created by BeyondVincent on 13-5-15.

6.//  Copyright (c) 2013年 BeyondVincent. All rights reserved.

7.//

8. 

9.#import "BVCircleShapeFactory.h"

 10.

11.@implementation BVCircleShapeFactory

12. 

13.-(BVShape *)factoryMethod

14.{

15.    return [[BVCircleShape alloc] init];

16.}

17. 

18.@end

 

如上代码所示，重写了factoryMethod，返回一个BVCircleShape实例。下面来看看另外一个子类BVSquareShapeFactory：

BVSquareShapeFactory.h

1.//

2.//  BVSquareShapeFactory.h

3.//  FactoryMethodPattern

4.//

5.//  Created by BeyondVincent on 13-5-15.

6.//  Copyright (c) 2013年 BeyondVincent. All rights reserved.

7.//

8. 

9.#import "BVShapeFactory.h"

10.#import "BVSquareShape.h"

11. 

12.@interface BVSquareShapeFactory : BVShapeFactory

13. 

14.@end

 

BVSquareShapeFactory.m

1.//

2.//  BVSquareShapeFactory.m

3.//  FactoryMethodPattern

4.//

5.//  Created by BeyondVincent on 13-5-15.

6.//  Copyright (c) 2013年 BeyondVincent. All rights reserved.

7.//

8. 

9.#import "BVSquareShapeFactory.h"

10. 

11.@implementation BVSquareShapeFactory

12. 

13.-(BVShape *)factoryMethod

14.{

15.    return [[BVSquareShape alloc] init];

16.}

17. 

18.@end

 

该子类返回的是一个BVSquareShape实例。

 

5.工厂方法的使用。定义一个BVClient类，在该类中演示工厂方法的使用。代码如下：

BVClient.h

1.//

2.//  BVClient.h

3.//  FactoryMethodPattern

4.//

5.//  Created by BeyondVincent on 13-5-15.

6.//  Copyright (c) 2013年 BeyondVincent. All rights reserved.

7.//

8. 

9.@interface BVClient : NSObject

 10.

11.-(void)doSomething;

12. 

13.@end

 

BVClient.m

1.//

2.//  BVClient.m

3.//  FactoryMethodPattern

4.//

5.//  Created by BeyondVincent on 13-5-15.

6.//  Copyright (c) 2013年 BeyondVincent. All rights reserved.

7.//

8. 

9.#import "BVClient.h"

10. 

11.#import "BVShapeFactory.h"

12.#import "BVCircleShapeFactory.h"

13.#import "BVSquareShapeFactory.h"

14. 

15.#import "BVShape.h"

16.#import "BVCircleShape.h"

17.#import "BVSquareShape.h"

18. 

19.@implementation BVClient

 20.

21.-(void)doSomething

22.{

23.    // 工厂方法的实例化

24.    BVShapeFactory *circleShapefactory = [[BVCircleShapeFactory alloc] init];

25.    BVShapeFactory *squareShapefactory = [[BVSquareShapeFactory alloc] init];

26. 

27.    // 通过工厂方法实例化对应的形状

28.    BVShape *circleShape = [circleShapefactory factoryMethod];

29.    BVShape *squareShape = [squareShapefactory factoryMethod];

30. 

31.    // 调用形状的方法

32.    [circleShape draw];

33.    [squareShape draw];

34.}

35. 

36.@end

 

如上代码所示，首先实例化两个工厂方法，并通过工厂方法创建出对应的形状，最后调用形状的draw方法进行测试。会在控制台窗口输出如下内容：

2013-05-16 10:12:46.292 FactoryMethodPattern[2845:c07] 绘制一个BVCircleShape图形

2013-05-16 10:12:46.295 FactoryMethodPattern[2845:c07] 绘制一个BVSquareShape图形