Flutter 设计模式 - 简单工厂

更新日期: 2019-01-04阅读: 1987标签: 模式
文/ 杨加康,CFUG 社区成员,《Flutter 开发之旅从南到北》作者,小米工程师

在围绕设计模式的话题中,工厂这个词频繁出现,从 简单工厂 模式到 工厂方法 模式,再到 抽象工厂 模式。工厂名称含义是制造产品的工业场所,应用在面向对象中,顺理成章地成为了比较典型的创建型模式。

从形式上讲,工厂可以是一个返回我们想要对象的一个方法 / 函数,即可以作为构造函数的一种抽象。

本文将会带领大家使用 Dart 理解它们的各自的实现和它们之间的关系。

简单工厂 & factory 关键字

简单工厂模式不在 23 种 GOF 设计模式中,却是我们最常使用的一种编程方式。其中主要涉及到一个特殊的方法,专门用来提供我们想要的实例对象 (对象工厂),我们可以将这个方法放到一个单独的类 SimpleFactory 中,如下:

class SimpleFactory {

/// 工厂方法
static Product createProduct(int type) {
if (type == 1) {
return ConcreteProduct1();
}
if (type == 2) {
return ConcreteProduct2();
}
return ConcreteProduct();
}
}

我们认为该方法要创建的对象同属一个 Product 类 (抽象类),并通过参数 type 指定要创建具体的对象类型。Dart 不支持 interface 关键词,但我们可以使用 abstract 以抽象类的方式定义接口, 然后各个具体的类型继承实现它即可:

/// 抽象类
abstract class Product {
String? name;
}

/// 实现类
class ConcreteProduct implements Product {
@override
String? name = 'ConcreteProduct';
}

/// 实现类 1
class ConcreteProduct1 implements Product {
@override
String? name = 'ConcreteProduct1';
}

/// 实现类 2
class ConcreteProduct2 implements Product {
@override
String? name = 'ConcreteProduct2';
}

当我们想要在代码中获取对应的类型对象时,只需要通过这个方法传入想要的类型值即可, 我们不必关心生产如何被生产以及哪个对象被选择的具体逻辑:

void main() {
final Product product = SimpleFactory.createProduct(1);
print(product.name); // ConcreteProduct1
}

这就是 简单工厂模式 。说到这里,就不得不提到 Dart 中特有的 factory 关键词了。

factory 关键词可以用来修饰 Dart 类的构造函数,意为 工厂构造函数 ,它能够让  的构造函数天然具有工厂的功能,使用方式如下:

class Product {
/// 工厂构造函数(修饰 create 构造函数)
factory Product.createFactory(int type) {
if (type == 1) {
return Product.product1;
} else if (type == 2) {
return Product._concrete2();
}
return Product._concrete();
}

/// 命名构造函数
Product._concrete() : name = 'concrete';

/// 命名构造函数 1
Product._concrete1() : name = 'concrete1';

/// 命名构造函数 2
Product._concrete2() : name = 'concrete2';

String name;
}

factory修饰的构造函数需要返回一个当前类的对象实例, 我们可以根据参数调用对应的构造函数,返回对应的对象实例。

void main() {
Product product = Product.createFactory(1);
print(product.name); // concrete1
}

此外,工厂构造函数也并不要求我们每次都必须生成新的对象, 我们也可以在类中预先定义一些对象供工厂构造函数使用, 这样每次在使用同样的参数构建对象时,返回的会是同一个对象, 在单例模式 的章节中我们已经介绍过:

class Product {
/// 工厂构造函数
factory Product.create(int type) {
if (type == 1) {
return product1;
} else if (type == 2) {
return product2();
}
return Product._concrete();
}

static final Product product1 = Product._concrete1();
static final Product product2 = Product._concrete2();
}

factory除了可以修饰命名构造函数外,也可以修饰默认的非命名构造函数,

class Product {
factory Product(int type) {
return Product._concrete();
}

String? name;
}

到这里为止,工厂构造函数的一个缺点已经凸显了出来,即使用者并不能直观地感觉到自己正在使用的是工厂函数。工厂构造函数的使用方法和普通构造函数没有区别,但这个构造函数生产的实例相当于是一种单例:

void main() {
Product product = Product(1);
print(product.name); // concrete1
}

这样的用法很容易造成使用者的困扰,因此,我们应当尽量使用特定的 命名构造函数 作为工厂构造函数(如上面示例中的 createFactory )。

工厂方法模式

工厂方法模式同样也是我们编程中最常用到的一种手段。


抽象工厂 UML,图源:refactoring.guru

在简单工厂中,它主要服务的对象是客户,而 工厂方法 的使用者与工厂本身的类并不相干, 而工厂方法模式主要服务自身的父类,如下的 ProductFactory (类比 UML 中的 Creator):

/// 抽象工厂
abstract class ProductFactory {
/// 抽象工厂方法
Product factoryMethod();

/// 业务代码
void dosomthing() {
Product product = factoryMethod();
print(product.name);
}
}

在 ProductFactory 类中,工厂方法 factoryMethod 是抽象方法, 每个子类都必须重写这个方法并返回对应不同的 Product 对象, 在 dosomthing() 方法被调用时,就可以根据返回的对象做出不同的响应。具体使用方法如下:

/// 具体工厂
class ProductFactory1 extends ProductFactory {

/// 具体工厂方法1
@override
Product factoryMethod() {
return ConcreteProduct1();
}
}

class ProductFactory2 extends ProductFactory {
/// 具体工厂方法2
@override
Product factoryMethod() {
return ConcreteProduct2();
}
}

/// 使用
main() {
ProductFactory product = ProductFactory1();
product.dosomthing(); // ConcreteProduct1
}

在 Flutter 中,抽象方法有一个非常实用的应用场景。我们在使用 Flutter 开发多端应用时通常需要考虑到多平台的适配,即在多个平台中,同样的操作有时会产生不同的结果/样式,我们可以将这些不同结果/样式生成的逻辑放在工厂方法中。

如下,我们定义一个 DialogFacory ,用作生成不同样式 Dialog 的工厂:

abstract class DialogFacory {
Widget createDialog(BuildContext context);

Future<void> show(BuildContext context) async {
final dialog = createDialog(context);
return showDialog<void>(
context: context,
builder: (_) {
return dialog;
},
);
}
}

然后,针对 Android 和 iOS 两个平台,就可以创建两个不同样式的 Dialog 了:

/// Android 平台
class AndroidAlertDialog extends DialogFactory {

@override
Widget createDialog(BuildContext context) {
return AlertDialog(
title: Text(getTitle()),
content: const Text('This is the material-style alert dialog!'),
actions: <Widget>[
TextButton(
onPressed: () {
Navigator.of(context).pop();
},
child: const Text('Close'),
),
],
);
}
}
/// iOS 平台
class IOSAlertDialog extends DialogFactory {

@override
Widget createDialog(BuildContext context) {
return CupertinoAlertDialog(
title: Text(getTitle()),
content: const Text('This is the cupertino-style alert dialog!'),
actions: <Widget>[
CupertinoButton(
onPressed: () {
Navigator.of(context).pop();
},
child: const Text('Close'),
),
],
);
}
}

现在,我们就可以像这样使用对应的 Dialog 了:

Future _showCustomDialog(BuildContext context) async {
final dialog = AndroidAlertDialog();
// final dialog = IOSAlertDialog();
await selectedDialog.show(context);
}

抽象工厂

抽象工厂模式,相较于 简单工厂 和 工厂方法 最大的不同是:这两种模式只生产一种对象,而抽象工厂 生产的是一系列对象 (对象族),而且生成的这一系列对象一定存在某种联系。比如 Apple 会生产 手机 、 平板 等多个产品,这些产品都属于 Apple 这个品牌。

如下面这个抽象的工厂类:

abstract class ElectronicProductFactory {
Product createComputer();

Product createMobile();

Product createPad();

// ...
}

对于 Apple 来说,我就是生产这类电子产品的工厂,于是可以继承这个类,实现其中的方法生产各类产品:

class Apple extends ElectronicProductFactory {

@override
Product createComputer() {
return Mac();
}

@override
Product createMobile() {
return IPhone();
}

@override
Product createPad() {
return IPad();
}

// ...
}

同样地,对于华为、小米等电子产品厂商也可以使用相同的方式表示,这就是抽象工厂模式。

在开发 Flutter 应用中,我们也可以充分利用抽象工厂模式做切合应用的适配,我们可以定义如下这个抽象工厂,用于生产 widget:

abstract class IWidgetsFactory {

Widget createButton(BuildContext context);

Widget createDialog(BuildContext context);

// ...
}

我们的应用通常需要针对各个平台展示不同风格的 widget。因此针对每一个平台,我们都可以实现对应的实现工厂,如下:

/// Material 风格组件工厂
class MaterialWidgetsFactory extends IWidgetsFactory {
@override
Widget createButton(
BuildContext context, VoidCallback? onPressed, String text) {
return ElevatedButton(
child: Text(text),
onPressed: onPressed,
);
}

@override
Widget createDialog(BuildContext context, String title, String content) {
return AlertDialog(title: Text(title), content: Text(content));
}

/// ...
}

/// Cupertino 风格组件工厂
class CupertinoWidgetsFactory extends IWidgetsFactory {
@override
Widget createButton(
BuildContext context,
VoidCallback? onPressed,
String text,
) {
return CupertinoButton(
child: Text(text),
onPressed: onPressed,
);
}

@override
Widget createDialog(BuildContext context, String title, String content) {
return CupertinoAlertDialog(
title: Text(title),
content: Text(content),
);
}

// ...
}

这样,在 Android 平台上我们使用 MaterialWidgetsFactory ,在 iOS 平台上使用 CupertinoWidgetsFactory ,就能使用对应平台的 widget,想要适配更多平台只需要再继承 IWidgetsFactory 实现对应平台的工厂类即可。

至此,我们可以发现,作为创建型模式,这三类工厂模式主要工作就是以不同的方式创建对象,但他们各有特点:简单工厂模式抽象的是 生产对象 ,工厂方法模式抽象的是 类方法 ,工厂方法模式抽象的则是 生产对象的工厂 ,如何使用就见仁见智了。

链接: https://www.fly63.com/article/detial/1771

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