抽象工厂设计模式

Question

我正在为我的公司开展一个内部项目，该项目的一部分是能够将 XML 文件中的各种“任务”解析为稍后运行的任务集合。

因为每种类型的任务都有大量不同的关联字段，所以我决定最好用单独的类来表示每种类型的任务。

为此，我构造了一个抽象基类：

public abstract class Task
{
    public enum TaskType
    {
        // Types of Tasks
    }   

    public abstract TaskType Type
    {
        get;
    }   

    public abstract LoadFromXml(XmlElement task);
    public abstract XmlElement CreateXml(XmlDocument currentDoc);
}

每个任务都继承自这个基类，并包含从传入的 XmlElement 创建自身以及将自身序列化回 XmlElement 所需的代码。

一个基本的例子：

public class MergeTask : Task
{

    public override TaskType Type
    {
        get { return TaskType.Merge; }
    }   

    // Lots of Properties / Methods for this Task

    public MergeTask (XmlElement elem)
    {
        this.LoadFromXml(elem);
    }

    public override LoadFromXml(XmlElement task)
    {
        // Populates this Task from the Xml.
    }

    public override XmlElement CreateXml(XmlDocument currentDoc)
    {
        // Serializes this class back to xml.
    }
}

然后解析器将使用与此类似的代码来创建任务集合：

XmlNode taskNode = parent.SelectNode("tasks");

TaskFactory tf = new TaskFactory();

foreach (XmlNode task in taskNode.ChildNodes)
{
    // Since XmlComments etc will show up
    if (task is XmlElement)
    {
        tasks.Add(tf.CreateTask(task as XmlElement));
    }
}

所有这些都非常有效，让我可以使用基类来传递任务，同时保留每个任务都有单独的类的结构。

但是，我对 TaskFactory.CreateTask 的代码不满意。此方法接受一个 XmlElement，然后返回相应 Task 类的实例：

public Task CreateTask(XmlElement elem)
{
    if (elem != null)
    {
        switch(elem.Name)
        {
            case "merge":
                return new MergeTask(elem);
            default:
                throw new ArgumentException("Invalid Task");
        }
    }
}

因为我必须解析 XMLElement，所以我使用了一个巨大的（实际代码中的 10-15 例）开关来选择要实例化的子类。我希望我可以在这里做一些多态技巧来清理这个方法。

有什么建议吗？

Answer 1

我使用反射来做到这一点。 您可以创建一个基本上可以扩展的工厂，而无需添加任何额外的代码。

确保您有“使用 System.Reflection”，将以下代码放入您的实例化方法中。

public Task CreateTask(XmlElement elem)
{
    if (elem != null)
    { 
        try
        {
          Assembly a = typeof(Task).Assembly
          string type = string.Format("{0}.{1}Task",typeof(Task).Namespace,elem.Name);

          //this is only here, so that if that type doesn't exist, this method
          //throws an exception
          Type t = a.GetType(type, true, true);

          return a.CreateInstance(type, true) as Task;
        }
        catch(System.Exception)
        {
          throw new ArgumentException("Invalid Task");
        }
    }
}

另一个观察结果是，您可以将此方法设为静态方法并将其挂在 Task 类上，这样您就不必新建 TaskFactory，而且您还可以为自己节省一个可移动的部分来维护.

Answer 2

为每个类创建一个“原型”实例，并将它们放在工厂内的哈希表中，以您期望在 XML 中的字符串作为键。

所以 CreateTask 只是找到了正确的 Prototype 对象， 通过 get() 从哈希表中获取。

然后调用 LoadFromXML 就可以了。

您必须将类预加载到哈希表中，

如果你想让它更自动化...

您可以通过调用工厂的静态注册方法使类“自注册”。

在 Task 子类的静态块中调用 register（使用构造函数）。 然后你需要做的就是“提及”类来运行静态块。

Task 子类的静态数组就足以“提及”它们。 或者使用反射来提及类。

Answer 3

您如何看待依赖注入？我使用了 Ninject，其中的上下文绑定支持非常适合这种情况。查看blog post，了解如何在请求时使用上下文绑定通过 IControllerFactory 创建控制器。这应该是一个很好的资源，可以帮助您了解如何根据您的情况使用它。

Answer 4

@jholland

我认为不需要 Type 枚举，因为我总是可以这样做：

枚举？

我承认这感觉很老套。反射一开始感觉很脏，但是一旦你驯服了野兽，你就会喜欢它让你做的事情。 （记住递归，感觉很脏，但很好）

诀窍是要意识到，您正在分析元数据，在本例中是从 xml 提供的字符串，并将其转换为运行时行为。这就是反射最擅长的。

顺便说一句：is 运算符，也是反射。

http://en.wikipedia.org/wiki/Reflection_(computer_science)#Uses

Answer 5

@Tim，我最终使用了您的方法和 ChanChans 的简化版本，这是代码：

public class TaskFactory
    {
        private Dictionary<String, Type> _taskTypes = new Dictionary<String, Type>();

        public TaskFactory()
        {
            // Preload the Task Types into a dictionary so we can look them up later
            foreach (Type type in typeof(TaskFactory).Assembly.GetTypes())
            {
                if (type.IsSubclassOf(typeof(CCTask)))
                {
                    _taskTypes[type.Name.ToLower()] = type;
                }
            }
        }

        public CCTask CreateTask(XmlElement task)
        {
            if (task != null)
            {
                string taskName = task.Name;
                taskName =  taskName.ToLower() + "task";

                // If the Type information is in our Dictionary, instantiate a new instance of that task
                Type taskType;
                if (_taskTypes.TryGetValue(taskName, out taskType))
                {
                    return (CCTask)Activator.CreateInstance(taskType, task);
                }
                else
                {
                    throw new ArgumentException("Unrecognized Task:" + task.Name);
                }                               
            }
            else
            {
                return null;
            }
        }
    }

Answer 6

@ChanChan

我喜欢反射的概念，但同时我一直很害羞地使用反射。解决应该更容易的事情总是让我感到震惊。我确实考虑过这种方法，然后认为 switch 语句对于相同数量的代码气味会更快。

你确实让我想到了，我认为不需要 Type 枚举，因为我总是可以做这样的事情：

if (CurrentTask is MergeTask)
{
    // Do Something Specific to MergeTask
}

也许我应该重新打开我的 GoF 设计模式书，但我真的认为有一种方法可以多态地实例化正确的类。

Answer 7

枚举？

我指的是抽象类中的 Type 属性和枚举。

然后反思吧！我会在大约 30 分钟后将您的回答标记为已接受，以便让其他人有时间参与讨论。这是一个有趣的话题。

Answer 8

感谢您将其打开，我不会抱怨。这是一个有趣的话题，我希望你可以多态地实例化。
甚至 ruby​​（及其优越的元编程）也必须为此使用其反射机制。

Answer 9

@戴尔

我没有仔细检查过 nInject，但从我对依赖注入的高级理解来看，我相信它会完成与 ChanChans 建议相同的事情，只是增加了更多的粗糙层（呃抽象）。

在我在这里只需要它的一次性情况下，我认为使用一些手动反射代码是一种更好的方法，而不是有一个额外的库来链接并只在一个地方调用它......

但也许我不明白 nInject 在这里给我的优势。

Answer 10

一些框架可能在需要时依赖反射，但大多数时候，如果您愿意，您会使用引导程序来设置在需要对象实例时要执行的操作。这通常存储在通用字典中。直到最近我开始使用 Ninject 时，我才使用自己的。

对于 Ninject，我最喜欢它的主要一点是，当它确实需要使用反射时，它就不需要了。相反，它利用了 .NET 的代码生成功能，使其速度非常快。如果您觉得在您使用的上下文中反射会更快，它也允许您以这种方式进行设置。

我知道这对于您目前的需求可能有点过头了，但我只是想指出依赖注入并为您提供一些未来的思考。访问dojo 获取课程。