工厂模式通过解耦对象创建提升扩展性；简单工厂用静态方法创建实例；工厂方法由子类决定实例化；抽象工厂用于创建相关产品族；三者分别适用于固定类型、单一等级结构和多平台组件系统。
工厂模式是一种创建型设计模式，用来解耦对象的创建过程。在 C# 中，通过接口或抽象类定义产品，再由具体工厂类负责实例化对象，从而让程序具备更好的扩展性和维护性。下面详细介绍如何在 C# 中实现工厂模式。
简单工厂模式（Simple Factory）
简单工厂不是真正的设计模式，但非常实用。它通过一个静态方法根据参数决定返回哪种类型的实例。
步骤：
- 定义一个产品接口或抽象类
- 创建多个具体产品类实现该接口
- 编写一个工厂类，包含一个静态方法用于创建对象
示例代码：
// 产品接口
public interface IProduct
{
void Use();
}
// 具体产品A
public class ConcreteProductA : IProduct
{
public void Use() => Console.WriteLine("使用产品A");
}
// 具体产品B
public class ConcreteProductB : IProduct
{
public void Use() => Console.WriteLine("使用产品B");
}
// 简单工厂
public class SimpleFactory
{
public static IProduct CreateProduct(string type)
{
return type.ToUpper() switch
{
"A" => new ConcreteProductA(),
"B" => new ConcreteProductB(),
_ => throw new ArgumentException("无效的产品类型")
};
}
}
调用方式：
IProduct product = SimpleFactory.CreateProduct("A");
product.Use(); // 输出：使用产品A
工厂方法模式（Factory Method）
工厂方法模式将对象的创建延迟到子类。每个具体工厂负责创建对应的具体产品，符合开闭原则。
核心结构：
- 定义一个创建对象的抽象方法（工厂方法）
- 具体工厂继承并实现该方法
- 产品仍然通过统一接口操作
示例代码：
// 抽象工厂
public abstract class Factory
{
public abstract IProduct CreateProduct();
}
// 具体工厂A
public class ConcreteFactoryA : Factory
{
public override IProduct CreateProduct() => new ConcreteProductA();
}
// 具体工厂B
public class ConcreteFactoryB : Factory
{
public override IProduct CreateProduct() => new ConcreteProductB();
}
使用方式：
Factory factory = new ConcreteFactoryA(); IProduct product = factory.CreateProduct(); product.Use(); // 输出：使用产品A
抽象工厂模式（Abstract Factory）
当需要创建一系列相关或依赖对象时，使用抽象工厂模式。它可以生产多个产品族中的产品，而无需指定具体类。
适用场景：比如不同主题的 UI 组件（按钮、文本框等）。
示例代码：
// 抽象产品：按钮
public interface IButton
{
void Render();
}
// 具体产品：Windows 按钮
public class WindowsButton : IButton
{
public void Render() => Console.WriteLine("渲染 Windows 风格按钮");
}
// 具体产品：Mac 按钮
public class MacButton : IButton
{
public void Render() => Console.WriteLine("渲染 Mac 风格按钮");
}
// 抽象工厂
public interface IGuiFactory
{
IButton CreateButton();
}
// 具体工厂：Windows 工厂
public class WindowsFactory : IGuiFactory
{
public IButton CreateButton() => new WindowsButton();
}
// 具体工厂：Mac 工厂
public class MacFactory : IGuiFactory
{
public IButton CreateButton() => new MacButton();
}
客户端使用：
IGuiFactory factory = new MacFactory(); // 或 new WindowsFactory() IButton button = factory.CreateButton(); button.Render(); // 输出：渲染 Mac 风格按钮
选择合适的工厂模式
三种模式各有用途：
- 简单工厂适用于产品种类固定、变化少的情况
- 工厂方法适合单一产品等级结构，扩展新类型方便
- 抽象工厂适合多产品族、跨平台组件系统
结合依赖注入（DI），可以进一步提升工厂模式的灵活性。例如，在 ASP.NET Core 中注册工厂服务，运行时动态解析所需实例。
基本上就这些。掌握这几种工厂模式的写法和区别，能让你在实际开发中更好地管理对象创建逻辑，减少耦合，提高代码可测试性与可维护性。
