为了账号安全,请及时绑定邮箱和手机立即绑定

工厂模式三部曲 - 简单工厂模式

标签:
iOS
该文章属于<简书 — 刘小壮>原创,转载请注明:

之前写过一篇关于简单工厂模式的博客,后来再看感觉之前写的不太好,而且不够详细。这两天正好有时间,打算把之前简单工厂模式的文章重写,这次要写关于工厂模式的一系列文章,而不只是一篇文章。

这系列文章将会从浅入深,讲述三种工厂模式的设计,分别是:简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式。由于__反射机制可以简化工厂模式__,所以这系列文章将会给出没有使用反射机制,和使用了反射机制的两种实现代码。

本人理解可能不够深刻,这一系列文章中存在的问题,欢迎大家提出,谢谢!😊


博客配图

什么是简单工厂模式?

简单工厂模式中定义一个抽象类,抽象类中声明公共的特征及属性,抽象子类继承自抽象类,去实现具体的操作。工厂类根据外界需求,在工厂类中创建对应的抽象子类实例并传给外界,而对象的创建是由外界决定的。外界只需要知道抽象子类对应的参数即可,而不需要知道抽象子类的创建过程,在外界使用时甚至不用引入抽象子类

简单工厂模式将抽象子类的创建,和关于抽象子类相关的业务逻辑分离,降低对象间的耦合度。由于工厂类只是为外界创建对象,所以并不需要实例化工厂类对象,只需要为外界提供类方法即可。外界需要什么类型的抽象子类,只需要传递对应的参数即可。外界不需要知道具体的抽象子类,只需要使用抽象类即可。

简单工厂模式主要包含三部分:
  • 工厂类:根据外界的需求,决定创建并返回哪个具体的抽象子类。
  • 抽象类:定义抽象子类所需的属性和方法,子类通过继承自抽象类获得这些方法。
  • 抽象子类:继承自抽象类,是具体操作的实现者,根据需求重写父类继承过来的方法。

业务场景

简单工厂模式主要适用于抽象子类的业务逻辑相同,但具体实现不同的情况。不同的操作子类执行同样的方法,最后的结果却是不同的,这也是多态的一种表现方式。

这里用一个简单的加减乘除的基础运算例子当作需求,下面的__UML__类图和代码都会依据这个场景来实现。假设现在需要实现一个简单的加减乘除运算,这些运算具体操作都是类似的,都有两个被操作的值和一个运算方法,只是运算符不同,这种情况就适合用简单工厂模式。

UML类图

根据上面提出的业务场景来画一张类图,由于在__Mac__中没找到比较好的画类图的工具,所以简单的画了一下,主要体现具体结构。

简单工厂模式

从上面图中我们可以看出,图中定义了一个运算抽象类,所有的运算抽象子类继承自这个运算抽象类。运算抽象类有两个参与运算的属性,通过调用getResult方法来获取这两个值最后运算的结果,调用方式都一样,只是最后的结果不同。抽象类并不参与运算,运算的结果通过运算抽象子类重载getResult方法去实现。

上图中还定义了一个简单工厂类,这个简单工厂类就是用于实现运算抽象子类实例化的逻辑,通过外界传进来的type参数,并将实例完成的运算操作类返回。

普通方式代码实现

首先定义抽象类,抽象类中将会包含参与运算的抽象子类的属性和行为(方法)。
@interface Operation : NSObject
@property (nonatomic, assign) CGFloat numberOne;
@property (nonatomic, assign) CGFloat numberTwo;
- (CGFloat)getResult;
@end

@implementation Operation
- (CGFloat)getResult {
    return 0;
}
@end
定义抽象类之后,需要创建负责具体运算的抽象子类,也就是操作类,简单的定义了一下,代码不太多就全贴出来了。
@interface OperationAdd : Operation
@end

@implementation OperationAdd
- (CGFloat)getResult {
    return self.numberOne + self.numberTwo;
}
@end

@interface OperationSub : Operation
@end

@implementation OperationSub
- (CGFloat)getResult {
    return self.numberOne - self.numberTwo;
}
@end

@interface OperationMul : Operation
@end

@implementation OperationMul
- (CGFloat)getResult {
    return self.numberOne * self.numberTwo;
}
@end

@interface OperationDiv : Operation
@end

@implementation OperationDiv
- (CGFloat)getResult {
    if (self.numberTwo == 0) {
        NSLog(@"除数不能为零");
        return 0;
    } else {
        return self.numberOne / self.numberTwo;
    }
}
@end
下面先定义了四个静态变量,这四个静态变量声明了创建对象的类型,在后面反射部分代码中也会用到这四个静态变量。
static NSString *kOperationAdd = @"OperationAdd";
static NSString *kOperationSub = @"OperationSub";
static NSString *kOperationMul = @"OperationMul";
static NSString *kOperationDiv = @"OperationDiv";
现在具体参与运算的类都已经定义完成,就需要定义工厂类了。工厂类的职责就是根据外界需要,创建对应的抽象子类实例并返回给外界。
@interface OperationFactory : NSObject
+ (Operation *)CreateOperationWithType:(NSString *)type;
@end

@implementation OperationFactory
+ (Operation *)CreateOperationWithType:(NSString *)type {
    if ([kOperationAdd isEqualToString:type]) {
        return [OperationAdd new];
    } else if ([kOperationSub isEqualToString:type]) {
        return [OperationSub new];
    } else if ([kOperationMul isEqualToString:type]) {
        return [OperationMul new];
    } else if ([kOperationDiv isEqualToString:type]) {
        return [OperationDiv new];
    }
    return nil;
}
@end
上面我们就将工厂设计模式的定义都完成了,现在需要的就是外界直接拿来使用。上面工厂类直接定义的类方法,因为外界获取某个具体的抽象子类时,并没有必要将工厂类实例化,工厂类只是完成一个实例化操作。
- (void)viewDidLoad {
    Operation *oper = [OperationFactory CreateOperationWithType:kOperationAdd];
    oper.numberOne = 13;
    oper.numberTwo = 24;
    NSLog(@"result : %f", [oper getResult]);
}

到目前为止简单工厂模式的代码就写完了,可以看到外界想进行什么类型的运算,只需要将传入的运算类型参数改一下即可,工厂类就会实例化不同的抽象子类进行运算。但是这种工厂类的设计,有一个很大的问题,就在于每次增加或删除某个算法时,都需要对工厂类进行修改,这是不符合__开放封闭原则__的。对于这个问题,我们后面会通过__反射机制__来进行处理。

工厂模式也是对__面向对象编程__三大特性之一的__多态__的一个很好的表述,下面先简单的介绍一下多态的特性。

简单介绍一下多态

__面向对象编程三大特性__之一就有多态,多态是指在程序运行时,相同的消息可能会发给继承自同一个父类的不同子类型的对象,虽然是同一个方法,但是运行时系统会根据当前对象所属的子类型作出不同的响应。

面向对象三大特性中,继承和封装都是为了代码重用,继承可以继承自父类的特征和属性,封装可以将实现细节封装,外界调用实现某些功能。而多态则是为了接口重用

多个子类继承同一个父类,就会具有和父类相同的行为和特征,子类可以对父类的方法进行重写,所以可能同一个方法每个子类的实现都不同。通过父类指针指向任意子类对象并调用相同方法,可能会得到不同的结果。

简单的说就是系统允许将当前类的指针,指向任何继承自当前类的子类,并且不会报错。由于子类继承自父类,所以和父类有相同的特征(方法)。当前类的指针向指向的子类对象发送消息,系统会根据具体的子类对父类方法的实现,作出不同的响应

例如下面这行代码:

Operation *obj = [OperationFactory CreateOperationWithType:kOperationAdd];

在上面这个例子中,OperationFactory工厂类将会返回Operation的子类实例,Operation的子类分别继承自同一父类,并且对其getResult方法进行了重写。Operation实例化的obj指针可能指向任何Operation的子类,并对其发送getResult消息。最终的结果会根据obj指针指向的子类有不同的结果,这就是__多态__。

我对多态的了解非常浅薄,有不对之处还请多多指出,这里只是顺带提了一下😊。

配合反射机制优化代码

我之前写过一篇文章,详细讲了一下反射机制,所以这里不就对反射机制详细介绍了。

在上面的代码中,我们会发现工厂类创建抽象子类的代码都是相同的,只是创建的具体对象不同,而且如果抽象子类很多的话,会有过多的条件语句。编程中这种重复代码我们都要将其简化,不然写出的代码就像垃圾代码一样,这也是新手和老手的区别之一。

在这里我们可以利用__反射机制__来简化代码,根据外面需要的操作子类的类型,反射出具体的类。在上面我们已经定义了一些NSString类型的静态变量,这些静态变量的值就是反射需要的字符串,外界只需要使用这些静态变量即可,不用自己手打字符串,也防止了错误的发生。修改之后外界不需要发生任何变化,只需要知道这些静态变量即可,只对工厂类进行修改。

只需将OperationFactory的创建方法改一下实现,其他地方不受影响。

+ (Operation *)CreateOperationWithType:(NSString *)type {
    return [NSClassFromString(type) new];
}

改完之后的代码非常符合面向对象编程的__开放封闭原则,即当外界需求发生变化时,只对现有代码进行扩展,不对其原有代码进行修改__的原则。

现在假设再增加一个其他运算功能,只需要再创建一个继承自抽象类的抽象子类,在抽象子类中重写getResult方法来实现运算,并且在上面定义的静态变量中加入一个对应的变量。其他地方都不会受到影响,这就是一个比较好的__面向对象__的设计。

到此为止,我们简单工厂模式就讲完了,后续还有两篇文章继续讲工厂方法模式和抽象工厂模式的文章,文章中不足之处,希望大家多多提出,谢谢!😊


前段时间写了关于工厂模式的系列文章,这系列文章理解起来比较难懂。应广大读者的需要,这段时间专门给这系列文章补了Demo

Demo只是来辅助读者更好的理解文章中的内容,应该博客结合Demo一起学习,只看Demo还是不能理解更深层的原理Demo中代码都会有注释,各位可以打断点跟着Demo执行流程走一遍,看看各个阶段变量的值。

Demo地址刘小壮的Github

点击查看更多内容
TA 点赞

若觉得本文不错,就分享一下吧!

评论

作者其他优质文章

正在加载中
移动开发工程师
手记
粉丝
32
获赞与收藏
148

关注作者,订阅最新文章

阅读免费教程

  • 推荐
  • 评论
  • 收藏
  • 共同学习,写下你的评论
感谢您的支持,我会继续努力的~
扫码打赏,你说多少就多少
赞赏金额会直接到老师账户
支付方式
打开微信扫一扫,即可进行扫码打赏哦
今天注册有机会得

100积分直接送

付费专栏免费学

大额优惠券免费领

立即参与 放弃机会
意见反馈 帮助中心 APP下载
官方微信

举报

0/150
提交
取消