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Unity设计模式—工厂方法模式

概要

工厂方法模式是简单工厂模式的延伸，它保留了简单工厂模式优点点，同时还弥补了简单工厂的缺陷：能更好地符合开闭原则要求，在增加新的具体产品对象时无需对已有系统做任何修改。

这里简单介绍下工厂方法模式和工厂模式的区别：

一言以蔽之，工厂方法模式通过引入抽象工厂类，使得系统更符合开闭原则，比简单工厂模式更好。

factoryVSfactoryMethod_cn

The Question | 需求

在你的游戏里，有一个装饰系统。

玩家可以生成各种类型的装饰物：

  • 建筑Building，继承Item
    • 需要在运行时挂载UnityEngine.AI.NavMeshStacle组件
  • 商店Shop，继承BaseBuilding
    • 不要挂载NavMeshStacle
    • 若shop的id==shop_001,需要在运行时额外挂载一个Fog脚本
  • 树Tree，继承Item
    • 读取本地的配置文件，初始化树的属性（伪代码）
    • 在TreePool里增加这个数（伪代码）

游戏启动时，生成Builing:bu_1001,bu_1002,bu_1003,生成商店shop_1001,shop_1002,生成树tree_1001,tree_1002

Bad Code Example | 差代码

不用工厂方法模式，很自然地想到在DecorateController里增加GenBuilding(), GenShop(), GenTree() 三个方法用来实现上述需求。

 private void AWake()
  {
      //生成建筑bu_1001,bu_1002,bu_1003
      Building building1 = GenBuilding(buildingPrefab, "bu_1001");
      Building building2 = GenBuilding(buildingPrefab, "bu_1002");
      Building building3 = GenBuilding(buildingPrefab, "bu_1003");

      // 生成Shop shop_1001,shop_1002
      Shop shop1 = GenShop(shopPrefab, "shop_1001");
      Shop shop2 = GenShop(shopPrefab, "shop_1002");

      // 生成树tree_1001,tree_1002
      Tree tree1 = GenTree(treePrefab, "tree_1001");
      Tree tree2 = GenTree(treePrefab, "tree_1001");
  }

  // 生成建筑，不符合单一职责原则：DecorateController后期会存在大量的GenXX方法越来越庞大
  private Building GenBuilding(GameObject prefab, string id)
  {
      GameObject gameObject = Object.Instantiate(prefab);
      Building building = gameObject.AddComponent<Building>();
      gameObject.AddComponent<UnityEngine.AI.NavMeshObstacle>();
      building.gameObject.transform.localPosition = new Vector3(count, 0, count) * gameObject.transform.localScale.x;
      building.id = id;
      count++;
      //等等一系列用于Create一个Building的操作
      return building;
  }

  // 生成树木，不符合单一职责原则：DecorateController后期会存在大量的GenXX方法越来越庞大
  private Tree GenTree(GameObject prefab, string id)
  {
      GameObject gameObject = Object.Instantiate(prefab);
      Tree tree = gameObject.AddComponent<Tree>();
      TreeLoadConf();
      TreeAddToTreePool();
      tree.gameObject.transform.localPosition = new Vector3(count * gameObject.transform.localScale.x, 6, count * gameObject.transform.localScale.x);
      count++;
      return tree;
  }

private void TreeLoadConf()
{
    // 伪代码：加载本地文件，读取树的配置
}

private void TreeAddToTreePool()
{
    // 伪代码，加入TreePool
}

这个实现方案最大的问题是不符合单一职责原则，DecorateController里塞了太多创建对象的行为 随着项目的增长，这个DecorateController会越来越庞大

Good Code Example | 好代码（用工厂方法模式实现需求）

先定义一个抽象工厂方法（或者接口也可以）

namespace WenQu.FactoryMethod
{
    public abstract class AbstractItemFactory
    {
        public abstract Item Create(GameObject prefab, string id);
    }
}

然后添加具体的工厂方法，这样我们就把创建相关的代码都放到这个具体的工厂方法内了。

符合单一职责原则。

 public class BuildingFactory : AbstractItemFactory
 {
     private int count = 0;
     public override Item Create(GameObject prefab, string id)
     {
         GameObject gameObject = Object.Instantiate(prefab);
         Item building = gameObject.AddComponent<Building>();
         gameObject.AddComponent<UnityEngine.AI.NavMeshObstacle>();
         building.gameObject.transform.localPosition = new Vector3(count, 0, count) * gameObject.transform.localScale.x;
         building.id = id;
         count++;
         //等等一系列用于Create一个Building的操作
         return building;
     }
 }

调用的代码：

 //生成建筑bu_1001,bu_1002,bu_1003
BuildingFactory buildingFactory = new BuildingFactory();
Building building1 = (Building)buildingFactory.Create(buildingPrefab, "bu_1001");
Building building2 = (Building)buildingFactory.Create(buildingPrefab, "bu_1002");
Building building3 = (Building)buildingFactory.Create(buildingPrefab, "bu_1003");

如果我们需要创建新的类型，只需要新写一个Factory集成抽象工厂。

符合开闭原则。

什么时候用

工厂模式有下面所述的4个作用，这4个作用也是衡量是否使用工厂方法的参考标准。

  1. 封装变化：利用工厂模式，可以封装创建的逻辑
  2. 代码复用：可以不用写重复的构建方法，同时如果我们有缓存对象的需求，工厂模式也帮助我们方便地实现缓存
  3. 隔离复杂度：封装复杂的创建逻辑，调用者无需了解如何创建对象
  4. 控制复杂度：将创建逻辑与使用逻辑分离，原本复杂的代码变得简单

我见

  • 我一般不写简单工厂。

​ 简单工厂虽然写起来方便，但往往最后一定会变成一个有着诸多生产类型的工厂，从而需要用工厂方法模式重构。

  • 工厂方法可以和cache结合

  • 可以把Factory类定义在和相应class同一个文件里

其他设计模式

专题 | Unity3D中的设计模式 | 问渠 (wenqu.site)