工厂模式

本课属于 Coddy Swift 学习旅程的“面向对象编程”单元。第 43 课，共 57 课。

工厂模式将对象的创建集中在一处。调用方提出所需对象，通常通过名称或类型指定，并获得一个可直接使用的对象，而无需知道具体创建了哪种类型：

protocol Shape { func area() -> Double }
struct Square: Shape { let side: Double; func area() -> Double { side * side } }
struct Circle: Shape { let r: Double; func area() -> Double { 3 * r * r } }

enum ShapeFactory {
    static func make(_ kind: String, size: Double) -> (any Shape)? {
        switch kind {
        case "square": return Square(side: size)
        case "circle": return Circle(r: size)
        default: return nil
        }
    }
}

print(ShapeFactory.make("square", size: 3)!.area())
print(ShapeFactory.make("hexagon", size: 3) == nil)

输出：

9.0
true

调用方只依赖协议。添加新形状时，只需修改工厂，而不必修改每个创建形状的地方：

protocol Notifier { func send(_ m: String) -> String }
struct Email: Notifier { func send(_ m: String) -> String { "email: \(m)" } }
struct SMS: Notifier { func send(_ m: String) -> String { "sms: \(m)" } }

func makeNotifier(for user: String) -> any Notifier {
    user.hasSuffix("@mail.com") ? Email() : SMS()
}

print(makeNotifier(for: "ada@mail.com").send("hi"))
print(makeNotifier(for: "555-0100").send("hi"))

输出：

email: hi
sms: hi

类型本身的静态工厂方法是这种模式的一种轻量形式。它们为构建值的常见方式命名：

struct Color {
    let r: Int, g: Int, b: Int
    static func gray(_ v: Int) -> Color { Color(r: v, g: v, b: v) }
    static let white = Color(r: 255, g: 255, b: 255)
}

print(Color.gray(100).g)
print(Color.white.b)

输出：

100
255

没有枚举项的枚举（例如 ShapeFactory）是一种常见的工厂函数分组方式：它不能被实例化，因此完全作为命名空间使用。

enum ShapeFactory {        // 没有枚举成员：无法创建实例
    static func make(_ kind: String, size: Double) -> (any Shape)? { ... }
}

挑战

简单

编写一个用于定价方案的工厂。协议 Plan 包含 name 和 price(forUsers:) -> Int。实现 Free（价格为 0，且最多只允许 3 个用户：超过上限时价格为 -1，表示不允许）、Team（每位用户 10）和 Enterprise（固定收费 500，超过 100 位用户后，每位额外用户收费 5）。完成 PlanFactory.make(_:)，当方案为 free、team 或 enterprise 时返回对应方案，否则返回 nil。

提供的代码会读取格式为 plan,users 的行，并输出 team for 12 users: 120、free does not allow 5 users 或 unknown plan: gold。

你的代码要写在 Plan.swift、Free.swift、Team.swift、Enterprise.swift 和 PlanFactory.swift 中。main.swift 包含提供的输入/输出代码，不能编辑。

亲手试试

// 提供的输入输出代码：保持原样
var input: [String] = []
while let line = readLine() { input.append(line) }
for line in input {
    let p = line.split(separator: ",").map(String.init)
    let users = Int(p[1])!
    guard let plan = PlanFactory.make(p[0]) else {
        print("unknown plan: \(p[0])")
        continue
    }
    let price = plan.price(forUsers: users)
    print(price < 0 ? "\(plan.name) does not allow \(users) users" : "\(plan.name) for \(users) users: \(price)")
}