在《Head First Design Patterns》一书中,用了大量的代码实例来讲解设计模式。该书的代码是用Java写的,Mark McFadden将其改作了C#版本的代码,下载地址:HeadFirstDesignPatternCSharp。在书中讲解Abstract Factory模式时,用PizzaStore来举例说明。这个例子非常生动,也有利于读者对Abstract Factory的理解。其中,PizzaStore的类图结构如下:
继承PizzaStore抽象类的子类NYPizzaStore和ChicagoPizzStore各自override了CreatePizza()方法,根据传入的字符串type,创建不同类型的Pizza。该方法在基类PizzaStore中被OrderPizza()方法调用。OrderPizza()方法的代码如下:
public Pizza OrderPizza(string type)
{
Pizza pizza;
pizza = CreatePizza(type);
pizza.Prepare();
pizza.Bake();
pizza.Cut();
pizza.Box();
return pizza;
}
CreatePizza()方法为虚方法,在子类NYPizzaStore中,override该方法如下:
protected override Pizza CreatePizza(string type)
{
Pizza pizza = null;
IPizzaIngredientFactory ingredientFactory = new NYPizzaIngredientFactory();
switch (type)
{
case "cheese":
pizza = new CheesePizza(ingredientFactory);
pizza.Name = "New York Style Cheese Pizza";
break;
case "clam":
pizza = new ClamPizza(ingredientFactory);
pizza.Name = "New York Style Clam Pizza";
break;
case "pepperoni":
pizza = new PepperoniPizza(ingredientFactory);
pizza.Name = "New York Style Pepperoni Pizza";
break;
}
return pizza;
}
然而在该方法中,却出现了讨厌的switch语句。switch语句虽然在条件判断中会被经常用到,但在本例中却不利于程序的扩展。例如增加一种Pizza,就必须修改各个PizzaStore的子类。毫无疑问,是switch语句导致了最终整个程序的僵化。那么,如何消除switch语句呢?仔细分析程序的结构,Pizza根据类型而分为CheesePizza, ClamPizza, PepperoniPizza,同时又根据PizzaStore的不同分为New York和Chicago的Pizza。这是一种类型的组合,如何对每种类型都创建一个类,这样需要定义的类对象太多。作者在解决这个问题时,是在各种类型的Pizza类的构造函数中,引入了IPizzaIngredientFactory,该工厂负责Pizza各种配料的制作(PizzaStore的不同,主要是有这些配料的制作方式不一样),这种方式将Factory模式和Bridge模式结合,保证了程序的可扩展。
在CreatePizza方法中,既然是根据type来创建不同的Pizza,也就说这个方法的责任就是用来创建Pizza的。那么,我们完全可以为程序再引入一个工厂类PizzaFactory(也可以用接口),用它来专门负责各种Pizza的创建,类图如下:
在这些创建Pizza的方法中,还需要引入IPizzaIngredientFactory对象,以决定Pizza是New York Style,还是Chicago Style。代码如下:
public abstract class PizzaFactory
{
public abstract Pizza CreatePizza(IPizzaIngredientFactory ingredientFactory);
}
public class CheesePizzaFactory : PizzaFactory
{
public override Pizza CreatePizza(IPizzaIngredientFactory ingredientFactory)
{
return new CheesePizza(ingredientFactory);
}
}
在引入该工厂类后,我们就可以对NYPizzaStore和ChicagoPizzaStore类的CreatePizza()方法做如下的修改:
public class NYPizzaStore : PizzaStore
{
protected override Pizza CreatePizza(PizzaFactory pizzaFactory)
{
IPizzaIngredientFactory ingredientFactory = new NYPizzaIngredientFactory();
return pizzaFactory.CreatePizza(ingredientFactory);
}
}
public class ChicagoPizzaStore : PizzaStore
{
protected override Pizza CreatePizza(PizzaFactory pizzaFactory)
{
IPizzaIngredientFactory ingredientFactory = new ChicagoPizzaIngredientFactory();
return pizzaFactory.CreatePizza(ingredientFactory);
}
}
在引入该工厂后,不仅消除了讨厌的switch语句,同时也使得CreatePizza()方法更加简单。要Create不同的Pizza,只需要将不同Pizza的Factory对象传递给CreatePizza()方法就可以了。相应的, PizzaStore抽象类的OrderPizza()方法中的string类型参数,也需要修改为PizzaFactory类型:
public Pizza OrderPizza(PizzaFactory pizzaFactory)
{
Pizza pizza;
pizza = CreatePizza(pizzaFactory);
pizza.Prepare();
pizza.Bake();
pizza.Cut();
pizza.Box();
return pizza;
}
当我们增加新类型的Pizza时,仅需要在PizzaFactory中增加相应的Factory类,而PizzaStore的所有子类,都不需要做任何修改。显然这种做法,更有利于程序的扩展。