利用.NET的Reflection增强对象工厂的扩展性

时间:2010-03-06 20:03:08  来源:第二电脑网  作者:第二电脑网

  第二电脑网导读:象工厂的实现方法是,在一个工厂方法中,先利用一个基于类型标记(type tag)的switch语句找出适当的类型,然后创建该类型的实例并返回之。            举例来说,设想一个图形系统,它包括了线、圆、矩形等元素,这些元素具有一些公共的操作,比如Draw、Resize等。那么我们可能具有下面这样一个继承体系:  ...
  正文:对象工厂
  
  对象工厂(Object Factory)模式通常被用来从一个派生系统中产生某个对象,并将其作为基类的实例返回,从而获得基类的接口,并尽量掩盖派生类的细节,以便充分利用面向对象的多态性来获得强大的功能。通常,对象工厂的实现方法是,在一个工厂方法中,先利用一个基于类型标记(type tag)的switch语句找出适当的类型,然后创建该类型的实例并返回之。
  
  
  
  举例来说,设想一个图形系统,它包括了线、圆、矩形等元素,这些元素具有一些公共的操作,比如Draw、Resize等。那么我们可能具有下面这样一个继承体系:
  
  
  为了能够在对象工厂中区分这些类,我们还需要为它们分别指定一个类型标记。这些类型标记可以是Enumeration、整数、字符串等能够唯一地标记这些类的值。用它们的类名字符串作为标记看起来不错。我们可以使用下面这个对象工厂来创建Shape对象:
  
  
  
   public sealed class ShapeFactory
  
   {
  
   private ShapeFactory()
  
   {
  
   }
  
  
  
   public static BaseShape CreateShape(string shapeID)
  
   {
  
   switch(shapeID)
  
   {
  
   case "Rectangle":
  
   return new Rectangle();
  
   case "Circle":
  
   return new Circle();
  
   case "Line":
  
   return new Line();
  
   default:
  
   return null;
  
   }
  
   }
  
   }
  
  
  
  ShapeFacory的唯一用途就是用来创建Shape实例,我们不希望它本身那能够被继承,或者能够被实例化,因此,它被声明为sealed,并具有一个私有构造函数。当我们需要得到某个Shape的实例时,只要调用ShapeFactory的CreateShape()方法,并传入一个适当的shapeID字符串,CreateShape()就会为我们返回正确的Shape实例了。
  
  
  
  增强扩展性
  
  
  
  现在我们拥有了一个Shape工厂,它工作的不错。但是这个工厂具有一个明显的不足:难以扩充。每当系统中新增加一个Shape类时,我们都不得不修改CreateShape()方法,向其中加入新的case语句。这在我们的产品没发布之前还好,我们可以完全控制我们的代码。但当我们的产品发布之后,用户可以很容易地从BaseShape派生自己的Shape类,但他们却很难利用CreateShape()方法将他们的Shape类加入到系统中,因为他们无法修改CreateShape()方法的实现。因此这个Shape工厂还需要一些扩展性。但是解决这个问题的一个主要的障碍是,如果不使用switch语句,那么CreateShape()将无法预先知道到底存在哪些Shape类,以及类型标记与具体的类之间的关系。
  
  
  
  Alexandrescu在他的《Modern C++ Design》中针对这个问题给出了一个C++解法。他在对象工厂类中利用一个std::map来维护类型标记与类型的创建方法之间的关系,并在对象工厂类中增加了两个接口Register()和Unregister(),用来在此map中注册或注销类型标记和类型创建方法。每增加一个Shape类时,需要同时为这个类写一个匿名名字空间,在此空间中调用Register()方法,将自己的类型标记和创建方法注册到对象工厂中。
  
  
  
  在C#中,我们可以借鉴Alexandrescu的方法,在对象工厂中利用一个Hashtable来维护类型标记与类型之间的关系,利用Register()方法来注册。每个Shape类必须负责自己的注册工作,因此我们为每个Shape类增加一个RegisterShape()方法,它调用ShapeFactory.Register()来注册自己。但是有两个问题:
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