[设计模式]02.工厂模式

工厂模式主要是为创建对象提供了接口,为了提高扩展性和维护性。分为三类:

  1. 简单工厂模式(Simple Factory)
  2. 工厂方法模式(Factory Method)
  3. 抽象工厂模式(Abstract Factory)

在以下情况下我们可以考虑使用工厂模式:
1.不能明确知道要创建哪种类的实例时。
2.系统不应依赖于产品类实例如何被创建、组合和表达的细节时。

简单工厂

工厂类+可快速创建对象的方法。

如下为了创建水果对象,定义个FruitsFactory工厂类,并定义一个创建对象的方法:

typedef NS_ENUM(NSInteger) {
    kApple,
    kOrange,
    kBanana
} FruitsType;

@interface FruitsFactory : NSObject

+ (Fruits *)fruitsFactory:(FruitsType)type;

+ (Fruits *)fruitsFactory:(FruitsType)type {
    Fruits *fruits = nil;
    
    switch (type) {
        case kApple:
            fruits = [[Apple alloc] init];
            break;
            
        case kOrange:
            fruits = [[Orange alloc] init];
            break;
        case kBanana:
            fruits = [[Banana alloc] init];
        default:
            break;
    }
    return fruits;
}

定义水果对象抽象类,具体水果类继承它,并具体实现父类中抽象方法:

@interface Fruits : NSObject
- (void)sweet;
- (void)poorTaste; 
@end 

@implementation Fruits
- (void)sweet {}
- (void)poorTaste {}
@end

子类一:

@interface Apple : Fruits
- (void)freshApple; // 拓展了父类方法,开闭原则
@end

@implementation Apple
- (void)sweet {
    NSLog(@"Apple 非常甜");
}

- (void)poorTaste {
    NSLog(@"Apple 不好吃");
}

- (void)freshApple {
    NSLog(@"Apple 新鲜的苹果");
}
@end

子类二:

@interface Orange : Fruits
- (void)acidOrange; 
@end

@implementation Orange
- (void)sweet {
    NSLog(@"Orange 非常甜");
}

- (void)poorTaste {
    NSLog(@"Orange 不好吃");
}

- (void)acidOrange {
    NSLog(@"Orange 有点酸");
}

@end

子类三:

@interface Banana : Fruits
@end

 @implementation Banana
//具体实现父类中方法,里氏替换原则
- (void)sweet {
    NSLog(@"Banana 非常甜");
}

- (void)poorTaste {
    NSLog(@"Banana 不好吃");
}
@end

在viewController中使用:

@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // 在水果工厂里面创建出苹果
    Fruits *fruits = [FruitsFactory fruitsFactory:kApple];
    [fruits sweet];
    
    // 在水果工厂里面创建出苹果, 调用私有的方法
    Apple *apple = (Apple *)[FruitsFactory fruitsFactory:kApple];
    [apple freshApple];
    
    // 在水果工厂里面创建出橘子, 调用私有的方法
    Orange *orange = (Orange *)[FruitsFactory fruitsFactory:kOrange];
    [orange acidOrange];
}
@end

工厂方法

对多个产品抽象,抽象出工厂类,其子类具体创建对应的对象:

@interface ColorViewGenerator : NSObject
- (ColorView *)colorViewWithFrame:(CGRect)frame;
@end

@implementation ColorViewGenerator
- (ColorView *)colorViewWithFrame:(CGRect)frame {
    return [[ColorView alloc] initWithFrame:frame];
}

@end

子类一:创建RedView的工厂类

@interface RedViewGenerator : ColorViewGenerator
@end

@implementation RedViewGenerator
- (ColorView *)colorViewWithFrame:(CGRect)frame {
    return [[RedView alloc] initWithFrame:frame];
}
@end

子类二:创建BlueView的工厂类

@interface BlueViewGenerator : ColorViewGenerator
@end

@implementation BlueViewGenerator
- (ColorView *)colorViewWithFrame:(CGRect)frame {
    return [[BlueView alloc] initWithFrame:frame];
}
@end

抽象对象类:

@interface ColorView : UIView
@end

其两个子类:RedView和BlueView就可以通过相应的工厂方法创建了:

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    ColorViewGenerator *colorGen = [[RedViewGenerator alloc] init];
    CGRect rect = CGRectMake(0, 0, 300, 600);
    ColorView *red = [colorGen colorViewWithFrame:rect];
    
    [self.view addSubview:red];
}

抽象工厂

抽象工厂是对工厂进行抽象。用意:给客户端提供一个接口,可以创建多个产品族中的产品对象。

例如上面的工厂方法例子中,如果视图又有两类:UIButton和UILabel,就可以使用抽象工厂来创建相应的对象。

比如红色视图工厂类中就可以定义两个方法:

@implementation RedViewGenerator
- (ColorView *)colorButtonWithFrame:(CGRect)frame {
    return [[RedButton alloc] initWithFrame:frame];
}

- (ColorView *)colorLabelWithFrame:(CGRect)frame {
    return [[RedLabel alloc] initWithFrame:frame];
}
@end

同理BlueViewGenerator

@implementation BlueViewGenerator
- (ColorView *)colorButtonWithFrame:(CGRect)frame {
    return [[BlueButton alloc] initWithFrame:frame];
}

- (ColorView *)colorLabelWithFrame:(CGRect)frame {
    return [[BlueLabel alloc] initWithFrame:frame];
}
@end

这样客户端通过调用RedViewGenerator的这两个方法就可以创建多个产品族的产品对象。其中RedButton和BlueLabel属于产品树,同理RedLabel和BlueButton也是,而RedButton和RedLabel属于产品族。

但是如果需要增加新的产品族比如textField,那么就要新增RedTextField和BlueTextField,相应的RedViewGenerator和BlueViewGenerator中要增加创建textField的方法,这样大批量的改动是很丑陋的做法。这里可以参见这篇文章

可以利用反射机制对抽象工厂模式进行优化。

UML

如上图,两产品父类:BenzCar和BmwCar。分别有两sport和business子类,而工厂类中两方法的实现就使用了反射机制:

//利用反射机制优化抽象工厂。
@implementation Driver
- (BenzCar *)createBenzCarWithClassName:(NSString *)className{
    return [[NSClassFromString(className) alloc] init];
}

- (BmwCar *)createBmwCarWithClassName:(NSString *)className{
    return [[NSClassFromString(className) alloc] init];
}

使用就很方便了:

Driver *driver = [Driver new];
    BenzSportCar *benzSportCar = (BenzSportCar *)[driver createBenzCarWithClassName:@"BenzSportCar"];
    [benzSportCar drive];
    
    BmwBusinessCar *bmwBusinessCar = (BmwBusinessCar *)[driver createBenzCarWithClassName:@"BmwBusinessCar"];
    [bmwBusinessCar drive];

具体可参考代码Demo:反射机制优化抽象工厂

IOS中NSNumber就是一个工厂类。

NSNumber *num = [[NSNumber alloc] init];
    
    NSNumber *intNum = [NSNumber numberWithInt:97];
    NSNumber *floatNum = [NSNumber numberWithFloat:1.0f];
    NSNumber *boolNum = [NSNumber numberWithBool:YES];
    
    NSLog(@"num = %@",[[num class] description]);

    NSLog(@"intNum = %@",[[intNum class] description]);
    NSLog(@"floatNum = %@",[[floatNum class] description]);
    NSLog(@"boolNum = %@",[[boolNum class] description]);
    
    NSLog(@"转化 = %c",[intNum charValue]);

打印结果:

测试NSNumber抽象类[92463:6938499] num = (null)
测试NSNumber抽象类[92463:6938499] intNum = __NSCFNumber
测试NSNumber抽象类[92463:6938499] floatNum = __NSCFNumber
测试NSNumber抽象类[92463:6938499] boolNum = __NSCFBoolean
测试NSNumber抽象类[92463:6938499] 转化 = a
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