設計模式系列-工廠模式

      今天回家一開燈感覺客廳的燈暗了許多，擡頭一看原來是燈泡快壞了，想想這個燈泡也是老式的不如換個新的節能燈泡算了。於是跑到小區對面的德爾泰市場買了同樣接口的節能燈泡，這樣光線又好又可以爲自己節約電費，回來後迅速拿起凳子，換了新燈泡感覺亮堂了許多。高興之餘就想用代碼去模擬一下這個場景。

     1、案例設想

        設想如果我們編寫一個程序通過聲控感應設備去控制燈光的顯示，那麼如何實現呢？我想首先第一步就是需要設計當感應設備捕獲到人的時候如何處理，第二部就是在處理內部控制燈泡發光，例如聲控設備感應到人的時候，控制我們平時的普通燈泡去發光。通過面向對象封裝模擬的代碼如下：

static void Main(string[] args)
{
    //是否感應到人 默認是
    bool isOpen = true;

    //普通燈泡
    Bulb bulb = new Bulb();

    //感應是否生效
    if (isOpen)//默認生效
    {
        //感應器控制燈泡發光
        Induction induction = new Induction();
        induction.Open(bulb);
    }
}

/// <summary>
/// 感應器
/// </summary>
public class Induction
{
    //打開終端（燈泡）
    public void Open(Bulb bulb)
    {
        //發光
        bulb.Luminescence();
    }
}
//燈泡
public class Bulb
{
    //發光
    public void Luminescence()
    {
        //燈泡發光的實現
    }
}

那麼這個時候，我又想起了開始我燈泡壞了的事情了，我最後換了個節能的燈泡。那麼我在用代碼模擬一個節能燈泡的類吧。代碼如下：

//節能燈泡
  public class FrugalBulb
 {
     //節能發光
     public void FrugalLuminescence()
     {
         //節能燈泡發光的實現
     }
 }

 那麼這個時候我的普通燈泡壞了，爲了考慮成本，決定將普通的燈泡替換成節能燈泡，那麼就會出現一個問題，當普通燈泡的插孔與節能燈泡的插孔不同時？我們需要將燈泡的插孔也替換掉，並且感應器也要增加對應節能燈泡的調用，這樣就大大的增加了替換的成本，不好的替換方式用代碼模擬實現如下：

static void Main(string[] args)
{
    //是否感應到人 默認是
    bool isOpen = true;

    //普通燈泡
    Bulb bulb = new Bulb();
    //節能燈泡
    FrugalBulb fBulb = new FrugalBulb();

    //感應是否生效
    if (isOpen)//默認生效
    {
        //感應器控制燈泡發光
        Induction induction = new Induction();
        //拆除原先普通燈泡的接口
        //induction.Open(bulb);

        //增加節能燈泡的接口
        induction.OpenFrugal(fBulb);
    }
}

/// <summary>
/// 感應器
/// </summary>
public class Induction
{
    //打開終端（燈泡）
    public void Open(Bulb bulb)
    {
        //發光
        bulb.Luminescence();
    }

    //打開節能終端（燈泡）
    public void OpenFrugal(FrugalBulb fBulb)
    {
        //加入節能發光的調用
        fBulb.FrugalLuminescence();
    }
}

這樣的話實際生活中我們替換增加了成本，代碼模擬中我們修改了原先的代碼頁增加了成本，那麼如何降低這些成本呢？

    2、引入工廠

      分析了上面的內容，我們可以看出的問題有：燈泡實際上都是發光，但是發光的接口不一樣例如：普通燈泡發光調用的是【Luminescence】而節能燈泡發光需要調用【FrugalLuminescence】，如果今後需要替換另一種燈泡則需要進行很大的改動，那麼如何解決這個問題呢？就想我們組裝電腦一樣，主板、CPU、硬盤等等，它們之間都互相遵循了同樣的接口。不管是AMD的CPU、還是Inter的CPU，它們之間都用一種同樣的公開接口，將來替換CPU就會很方便，其他硬件同樣。

       那麼我們能不能將我們燈泡也想電腦硬件一樣，使用同一的接口進行操作呢？當然沒問題。分析一下既然燈泡都是發光，那麼我們就可以將燈泡統一一種協議或者叫約定，即所有燈泡將來都以一種接口呈現。代碼如下：

//燈泡的約定
  public interface IBulb
{
    //統一的發光接口
    public void Luminescence();
}

       有了約定（接口），那麼所有的燈泡都遵循這個約定，我們以後如果需要更換燈泡或者引進新品種燈泡，只需要跟替換電腦配件那樣，把舊的拔下來新的插上去，代碼如下：

//燈泡
 public class Bulb : IBulb//實現了燈泡的約定、標準
 {
     //發光
     public void Luminescence()
     {
         //燈泡發光的實現
     }
 }

 //節能燈泡
 public class FrugalBulb : IBulb //實現了燈泡的約定、標準
 {
     //節能發光
     public void Luminescence()
     {
         //節能燈泡發光的實現
     }
 }

   這個時候我們在來替換一次燈泡看看，模擬代碼如下：

static void Main(string[] args)
{
    //是否感應到人 默認是
    bool isOpen = true;

    //普通燈泡
    Bulb bulb = new Bulb();
    //節能燈泡
    FrugalBulb fBulb = new FrugalBulb();

    //感應是否生效
    if (isOpen)//默認生效
    {
        //感應器控制燈泡發光
        Induction induction = new Induction();

        //普通燈泡發光
        induction.Open(bulb);

        //節能燈泡發光
        induction.Open(fBulb);
    }
}

/// <summary>
/// 感應器
/// </summary>
public class Induction
{
    //打開終端（燈泡）
    public void Open(IBulb bulb)
    {
        //發光
        bulb.Luminescence();
    }
}

//燈泡的約定
public interface IBulb
{
    //統一的發光接口
    public void Luminescence();
}

//燈泡
public class Bulb : IBulb//實現了燈泡的約定、標準
{
    //發光
    public void Luminescence()
    {
        //燈泡發光的實現
    }
}

//節能燈泡
public class FrugalBulb : IBulb //實現了燈泡的約定、標準
{
    //節能發光
    public void Luminescence()
    {
        //節能燈泡發光的實現
    }
}

   這個時候還有個問題，如果我們將來需要支持彩色燈泡怎麼辦？我們是不是要增加一個彩色燈泡的類實現燈泡的約定接口，還需要在調用方寫入調用的代碼。這個時候我們就可以使用工廠類維護這些燈泡，例如：我的燈泡工廠，目前可以製造，普通燈泡，節能燈泡，彩色燈泡。以後我們需要其中哪種燈泡，就通知工廠來供貨。代碼如下：

public class MyBulbFactory
{
    public static IBulb GetBulb(string bulbName)
    {
        IBulb bulb = null;
        //告訴我你要什麼燈泡,我製造相應的燈泡給你
        switch (bulbName)
        {
            case "bulb":
                bulb = new Bulb();
                break;
            case "frugalbulb":
                bulb = new FrugalBulb();
                break;
            case "colorbulb":
                bulb = new ColorBulb();
                break;
        }
        return bulb;
    }
}

/// <summary>
/// 感應器
/// </summary>
public class Induction
{
    //打開終端（燈泡）
    public void Open(IBulb bulb)
    {
        //發光
        bulb.Luminescence();
    }
}

//燈泡的約定
public interface IBulb
{
    //統一的發光接口
    public void Luminescence();
}

//燈泡
public class Bulb : IBulb//實現了燈泡的約定、標準
{
    //發光
    public void Luminescence()
    {
        //燈泡發光的實現
    }
}

//節能燈泡
public class FrugalBulb : IBulb //實現了燈泡的約定、標準
{
    //節能發光
    public void Luminescence()
    {
        //節能燈泡發光的實現
    }
}

//彩色燈泡
public class ColorBulb : IBulb
{
    //彩色發光
    public void Luminescence()
    {
        //彩色燈泡發光的實現
    }
}

   這樣將來我們需要什麼，只需要告訴工廠我要什麼，工廠就會給我們提供了統一接口的燈泡，提供我們使用。 主函數調用代碼如下：

static void Main(string[] args)
       {
           //是否感應到人 默認是
           bool isOpen = true;

           //感應是否生效
           if (isOpen)//默認生效
           {
               //感應器控制燈泡發光
               Induction induction = new Induction();

               //我需要普通燈泡
               IBulb bulb = MyBulbFactory.GetBulb("bulb");
               //普通燈泡發光
               induction.Open(bulb);

               //我需要節能燈泡
               IBulb fBulb = MyBulbFactory.GetBulb("frugalbulb");
               //節能燈泡發光
               induction.Open(fBulb);

               //我需要彩色燈泡
               IBulb cBulb = MyBulbFactory.GetBulb("colorbulb");
               induction.Open(cBulb);
           }
       }

   使用工廠模式，可以有效的減少更換同類部件的成本。

  3、抽象類與接口的個人理解

    很多人都很迷惑什麼時候應該使用接口，什麼時候應該使用抽象類呢？

    在.NET企業級架構設計一書中，作者對這方面的解釋爲：“在那些不支持多繼承的面嚮對象語言（例如，java、C#、和 Visual Basic.NET）中，我們一般傾向於使用接口，因爲這樣其基類仍有挑選的餘地，若支持多繼承，則是使用上的偏好了。”

    融合了上面的概念後，我總結的是，當類型之間存在集成關係時，我們使用抽象類，例如一個抽象類人類，那麼男人和女人都是人類，他們之間存在着這種派生關係，當類型之間需要遵循一系列約定或者規則時使用接口，例如男人和女人都要學習，工作等等。

     也就是說，類型天生的部分封裝成抽象類，後天添加的規則方法，使用接口，代碼實現如下【個人理解僅供參考】：

//學習的約定 規則 行爲
 public interface ILearn
 {
     public void Learn();
 }

 //人類是個抽象的類型
 public abstract class Person
 {
     //活動
     public virtual void Activity();
 }

 //男人類
 public class Man : Person,ILearn
 {
     //人類天生的行爲
     public override void  Activity()
     {

     }

     //後天的行爲
     public void Learn()
     {
         //學習追女人
     }
 }

 //女人類
 public class Woman : Person,ILearn
 {
     //人類天生的行爲
     public override void Activity()
     {

     }

     //後天的行爲
     public void Learn()
     {
         //學習被男人追
     }
 }