工厂模式（Factory Pattern）属于创建型模式（Creational Pattern），Factory pattern 提供了一种在不暴露创建逻辑的情况下创建对象的方法。包含以下两部分：
- Factory：创建对象。
- Products：被创建的对象。
从技术上讲，工厂模式分为简单工厂（Simple Factory）、抽象工厂（Abstract Factory）和其他。几种模式的共同目标是：将创建对象的逻辑封装到自身构造中。
1. 何时使用 factory pattern
当想要分离产品创建逻辑，而非让消费者（consumer）直接创建 product 时，使用工厂模式。
当您拥有一组相关对象（例如多态子类，或实现相同协议的多个对象）时，factory pattern 非常有用。例如，可以使用 factory pattern 检查网络响应，并将其转换为具体的 model。
当只有一种产品类型，且需要提供依赖或额外信息才能创建时，工厂模式也非常有用。例如，可以使用 factory pattern 创建一个自动回复求职者的邮件系统，factory pattern 根据候选人被录取、拒绝、邀请面试等状态来生成具体的邮件信息。
2. Simple Factory
这一部分将会使用 simple factory 创建一个回复求职者的邮件系统。
先声明JobApplicant和Emailmodel，代码如下：
import Foundation
public struct JobApplicant {
public let name: String
public let email: String
public var status: Status
public enum Status {
case new
case interview
case hired
case rejected
}
}
public struct Email {
public let subject: String
public let messageBody: String
public let recipientEmail: String
public let senderEmail: String
}
每位求职者有name、email和四种不同的求职状态。Email的subject和messageBody将根据求职状态而变。
添加以下工厂方法：
import Foundation
public struct EmailFactory {
public let senderEmail: String
public func createEmail(to recipient: JobApplicant) -> Email {
let subject: String
let messageBody: String
switch recipient.status {
case .new:
subject = "We Received Your Application"
messageBody = "Thanks for applying for a job here!" + "You should hear from us in 1-3 business days."
case .interview:
subject = "We Want to Interview You"
messageBody = "Thanks for your resume,\(recipient.name)!" + "Can you come in for an interview in 30 minutes?"
case .hired:
subject = "We Want to Hire You"
messageBody = "Congratulations, \(recipient.name)!" + "We liked your code, and you smelled nice." + "We want to offer you a position! Cha-ching! $$$"
case .rejected:
subject = "Thanks for Your Application"
messageBody = "Thank you for applying,\(recipient.name)!" + "We have decided to move forward with other candidates." + "Please remeber to wear pants next time!"
}
return Email(subject: subject,
messageBody: messageBody,
recipientEmail: recipient.email,
senderEmail: senderEmail)
}
}
在上面的代码中，先创建EmailFactory struct，并声明一个 public 属性senderEmail。在EmailFactory的初始化中会设置该属性。createEmail(to recipient:)函数接受一个JobApplicant实参，返回Email，在createEmail(to recipient:)函数内，添加 switch 枚举status，根据status不同生成不同subject和messageBody。
现在，邮件模版系统已经构建完成。是时候将该 factory pattern 用于未来的申请人了。添加以下代码：
var pro648 = JobApplicant(name: "pro648",
email: "pro648@example.com",
status: .new)
let emailFactory = EmailFactory(senderEmail: "about@example.com")
print(emailFactory.createEmail(to: pro648), "\n")
pro648.status = .interview
print(emailFactory.createEmail(to: pro648), "\n")
pro648.status = .hired
print(emailFactory.createEmail(to: pro648), "\n")
这里创建了JobApplicant和EmailFactory，使用emailFactory实例生成 email。
3. Abstract Factory
这一部分将介绍 abstract factory。与简单工厂相比，抽象工厂处理更为复杂的情况。
假设我们要创建 Android 和 iOS 两种类型的按钮，我们先定义一个AbstractGUIFactory类，再定义具体的工厂类创建 Android 和 iOS 两种类型的按钮，具体的工厂类实现创建方法。如果需要创建其他类型控件（例如 alert），只需要在具体工厂类中添加创建方法即可。
声明Button协议：
protocol Button {
func setTitle(_ title: String) -> Void
func show() -> Void
}
定义AndroidButton和iOSButton两个类，该类遵守Button协议。
class AndroidButton: Button {
private var title: String?
func setTitle(_ title: String) {
self.title = title
}
func show() {
print("Showing Android style button. Title: \(title ?? "Default Title")")
}
}
class iOSButton: Button {
private var title: String?
func setTitle(_ title: String) {
self.title = title
}
func show() {
print("Showing iOS style button. Title: \(title ?? "Default Title")")
}
}
创建抽象工厂类AbstractGUIFactory，代码如下：
protocol AbstractGUIFactory {
func createButton() -> Button
}
创建AndroidFactory和iOSFactory具体工厂类，如下所示：
class AndroidFactory: AbstractGUIFactory {
func createButton() -> Button {
return AndroidButton()
}
}
class iOSFactory: AbstractGUIFactory {
func createButton() -> Button {
return iOSButton()
}
}
最后，再创建一个GUIBuilder负责创建具体控件：
class GUIBuilder {
private var style: Style
private var guiFactory: AbstractGUIFactory?
public enum Style {
case iOS
case Android
}
init(style: Style) {
self.style = style
}
func initGUIFactory() -> Void {
if nil != guiFactory {
return
}
switch style {
case .iOS:
guiFactory = iOSFactory()
case .Android:
guiFactory = AndroidFactory()
}
}
func buildButton() -> Button {
initGUIFactory()
return guiFactory!.createButton()
}
}
下面，使用该工厂方法创建控件:
let androidBuilder = GUIBuilder(style: .Android)
let androidButton = androidBuilder.buildButton()
androidButton.setTitle("Be together, Not the same.")
androidButton.show()
let iOSBuilder = GUIBuilder(style: .iOS)
let iOSButton = iOSBuilder.buildButton()
iOSButton.setTitle("Power is power.")
iOSButton.show()
运行后输出如下：
Showing Android style button. Title: Be together, Not the same.
Showing iOS style button. Title: Power is power.
当我们想要创建其他控件时，只需要添加控件，在具体工厂方法中增加创建方法即可。例如，想要增加AndroidAlert和iOSAlert两种类型控件，只需声明两种类型控件，在具体工厂中添加创建方法即可。
protocol Alert {
func setTitle(_ title: String) -> Void
func show() -> Void
}
// AndroidAlert和iOSAlert均遵守Alert协议。
class AndroidAlert: Alert {
private var title: String?
func setTitle(_ title: String) {
self.title = title
}
func show() {
print("Showing Android style Alert. Title: \(title ?? "Default Title")")
}
}
class iOSAlert: Alert {
private var title: String?
func setTitle(_ title: String) {
self.title = title
}
func show() {
print("Showing iOS style alert. Title: \(title ?? "Default Title")")
}
}
class AndroidFactory: AbstractGUIFactory {
...
// 增加创建 alert 方法
func createAlert() -> Alert {
return AndroidAlert()
}
}
class iOSFactory: AbstractGUIFactory {
...
// 增加创建 alert
func createAlert() -> Alert {
return iOSAlert()
}
}
class GUIBuilder {
...
// 增加创建alert
func buildAlert() -> Alert {
initGUIFactory()
return guiFactory!.createAlert()
}
}
// 具体应用
let androidAlert = androidBuilder.buildAlert()
androidAlert.setTitle("github.com/pro648")
androidAlert.show()
let iOSAlert = iOSBuilder.buildAlert()
iOSAlert.setTitle("Knowledge is power.")
iOSAlert.show()
并不是所有多态对象都需要 factory pattern。如果对象非常简单，则始终可以将创建逻辑放到 consumer 中（例如，视图控制器）。
如果对象需要连续步骤来创建，生成器模式（Builder Patter）或许更为合适。
总结
以下是 factory design pattern 的关键点：
- Factory 的目标是将创建对象的逻辑隔离到自身构造中。
- 如果您拥有一组相关 product，或在提供更多信息前（例如，接收到 response，或用户输入内容）无法创建对象，则工厂模式非常有用。
- Factory design pattern 添加了一层抽象来创建对象，能够减少重复代码。
通过 factory pattern 可以再次减少视图控制器代码，遵守 Open/closed principle，降低耦合性。
工厂模式 Factory Pattern 和 策略模式 Strategy Pattern 有些相似，区别如下：
- Factory Pattern：是 creational pattern，用于创建特定类型对象。例如，创建狗、猫、老虎等不同类型动物。
- Strategy Pattern：是 behavioral pattern，以特定方式执行操作。例如，执行走、跑，跳等动作。
工厂模式和策略模式可以组合使用。例如，有一个创建 business 对象的工厂模式，其根据持久化策略不同选择不同的工厂模式。如果数据保存到本地 XML ，使用 A 策略；如果数据保存到远程数据库，使用 B 策略。
最为重要的是了解使用设计模式的动机，否则就像在木工店里用锤子切割木材。也就是说，在不适当的上下文中使用设计模式就是在反设计模式，因此请确保了解设计模式的动机。
SimpleFactory 源码地址：https://github.com/pro648/BasicDemos-iOS/tree/master/SimpleFactory
AbstractFactory 源码地址：https://github.com/pro648/BasicDemos-iOS/tree/master/AbstractFactory
参考资料：
