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C#怎么实现工厂模式_C# Factory设计模式实现方法教程【技巧】

小浩姑娘_5235

小浩姑娘_5235

发布时间:2026-05-04 09:10:00

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来源于php中文网

原创

90%的C#项目用静态Create方法+switch表达式即可;仅当需成组创建关联对象(如UI组件族)时才用抽象工厂,且工厂内部须通过IServiceProvider获取实例而非new。

c#怎么实现工厂模式_c# factory设计模式实现方法教程【技巧】

别急着套 GoF 模板,先看你的场景是否真需要工厂模式——90% 的 C# 项目用一个静态 Create 方法 + switch 表达式就足够了。

什么时候该写工厂类,而不是直接 new?

当你反复在业务代码里看到类似这样的片段:

if (type == "pdf") return new PdfExporter();
else if (type == "csv") return new CsvExporter();
else throw new NotSupportedException();

——这就是信号:创建逻辑开始污染业务主线。此时应该抽离,但不等于必须立刻建 AbstractExporterFactory 和五个子类。

  • 如果只有 2–4 种类型,且不会频繁增删,用 static class ExporterFactory + switch 表达式最轻量
  • 如果类型由配置文件或用户输入决定(比如 appsettings.json 里的 "exporter": "xlsx"),工厂内部应读取配置后分发,但配置解析必须提前完成,不能每次调用都去读文件
  • 如果不同环境要加载不同实现(如测试时用 FakeExporter),工厂方法本身得支持注入 IServiceProvider,而不是自己 new

C# 8+ 推荐的简单工厂写法:用 switch 表达式代替 if-else

传统 if-else 容易漏分支、难维护;switch 表达式强制覆盖所有枚举值,编译期就能捕获遗漏。

  • 返回类型必须是公共接口或基类,比如 IExporter,不能是 object
  • 枚举定义要包含全部可能值,_ => throw 分支不可省略
  • 不要在 case 分支里塞构造函数参数逻辑,例如 new PdfExporter(options) —— 这会让工厂变重;参数应由上层传入,或通过 DI 获取

示例:

public static IExporter CreateExporter(ExportFormat format) =>
    format switch
    {
        ExportFormat.Pdf  => new PdfExporter(),
        ExportFormat.Csv  => new CsvExporter(),
        ExportFormat.Xlsx => new XlsxExporter(),
        _ => throw new ArgumentException($"Unknown export format: {format}")
    };

和 DI 容器共存时最容易踩的坑

你已经在 Program.cs 里注册了 services.AddScoped<IExporter, PdfExporter>(),但工厂里又写了 new PdfExporter() —— 这会导致:

C#
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"避开 C# 常见错误——空陷阱、异步陷阱、LINQ 陷阱及资源泄漏。"

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  • 依赖未注入(比如 PdfExporter 构造函数里需要的 IFileService 是 null)
  • 生命周期错乱(注册为 Scoped,但 new 出来的是瞬态对象)
  • IDisposable 不会被自动释放

正确做法:工厂内部通过 IServiceProvider 获取实例,而不是自己 new:

public class ExporterFactory
{
    private readonly IServiceProvider _sp;
    public ExporterFactory(IServiceProvider sp) => _sp = sp;
<pre class='brush:php;toolbar:false;'>public IExporter GetExporter(ExportFormat format) =>
    format switch
    {
        ExportFormat.Pdf  => _sp.GetRequiredService<PdfExporter>(),
        ExportFormat.Csv  => _sp.GetRequiredService<CsvExporter>(),
        _ => throw new ArgumentException(...)
    };

}

抽象工厂真正该出手的时刻

只有当你需要**成组创建相互关联的对象**,且这些对象必须来自同一“家族”时,才轮到抽象工厂。比如:

  • UI 渲染器:同时要创建 IButton、ITextBox、IDialog,且它们必须都是 WinUI 风格或 Web 风格
  • 数据访问层:一组配套的 ISqlExecutor、IParameterBinder、ISchemaReader,分别对应 SqlServer 或 PostgreSQL

这时别手写一堆工厂类,优先用 DI 注册策略:

services.AddSingleton<IUiFactory>(sp =>
    IsWinUI() ? new WinUiFactory(sp) : new WebUiFactory(sp));

注意:每个具体工厂内部仍应通过 sp.GetRequiredService<T>() 拿实例,而不是 new。

最易被忽略的一点:工厂类本身若带缓存(比如用 ConcurrentDictionary 存预编译的导出器实例),它被注册为 Singleton 时,内部集合必须线程安全;否则并发调用会静默损坏状态。

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