面试题：C#中工厂模式在架构中的应用场景

Question

请阐述在C#开发的架构中，工厂模式通常会在哪些场景下被应用？并举例说明如何在C#代码中实现一个简单的工厂模式，用于创建不同类型的图形（如圆形、矩形）对象。

Answer 1

工厂模式适用场景

1. 对象创建逻辑复杂：当创建对象需要复杂的初始化步骤、涉及多个条件判断或依赖其他对象的创建时，使用工厂模式可以将这些复杂逻辑封装在工厂类中，使客户端代码更加简洁。例如，创建数据库连接对象，需要根据不同的数据库类型（如 MySQL、SQL Server 等）加载不同的驱动、设置不同的连接字符串等复杂操作。
2. 根据不同条件创建不同类型对象：在程序运行时根据不同的条件（如配置文件、用户输入、运行环境等）决定创建哪种具体类型的对象。比如一个图形绘制系统，根据用户选择的图形类型（圆形、矩形、三角形等）创建相应的图形对象。
3. 解耦对象创建和使用：通过将对象创建的职责交给工厂类，使得使用对象的代码与对象创建的具体实现分离，提高代码的可维护性和可扩展性。例如，在一个大型游戏开发中，游戏角色的创建涉及到很多资源加载和初始化工作，将角色创建逻辑放在工厂类中，游戏中其他模块只需要从工厂获取角色对象，而不需要关心具体的创建过程。

C#代码实现简单工厂模式创建图形对象

1. 定义图形接口

public interface IShape
{
    void Draw();
}

2. 实现具体图形类

• 圆形

public class Circle : IShape
{
    public void Draw()
    {
        Console.WriteLine("绘制圆形");
    }
}

• 矩形

public class Rectangle : IShape
{
    public void Draw()
    {
        Console.WriteLine("绘制矩形");
    }
}

3. 创建工厂类

public class ShapeFactory
{
    public IShape CreateShape(string shapeType)
    {
        if (shapeType.Equals("Circle", StringComparison.OrdinalIgnoreCase))
        {
            return new Circle();
        }
        else if (shapeType.Equals("Rectangle", StringComparison.OrdinalIgnoreCase))
        {
            return new Rectangle();
        }
        return null;
    }
}

4. 使用工厂创建图形对象

class Program
{
    static void Main()
    {
        ShapeFactory factory = new ShapeFactory();
        IShape circle = factory.CreateShape("Circle");
        if (circle != null)
        {
            circle.Draw();
        }

        IShape rectangle = factory.CreateShape("Rectangle");
        if (rectangle != null)
        {
            rectangle.Draw();
        }
    }
}