基于C#反射机制的工厂模式

简单介绍

反射提供了描写叙述程序集、模块和类型的对象（Type 类型）。

能够使用反射动态创建类型的实例，将类型绑定到现有对象，或从现有对象获取类型并调用其方法或訪问其字段和属性。

假设代码中使用了特性。能够利用反射来訪问它们。

这里的类型信息包含类型的方法，变量名称。类型等信息。

基于反射机制的工厂模式

例如以下图所看到的，游戏中经常使用的掉落物模型，Item是基类，定义了一些基础属性，也定义了一些abstract方法。

Food和Weapon继承自Item。表示一类Item。再下一层的类就定义了详细的Item。代码例如以下：

Item.cs

using UnityEngine;
using System.Collections;

public abstract class Item {
    protected string name;
    protected int level;
    protected int durability;
    protected int maxDurability = 10;
    protected bool isStackable;
    protected string describe;

    public string Name
    {
        get { return name; }
        set { name = value; }
    }

    public string Level
    {
        get { return name; }
        set { name = value; }
    }

    public int Durability
    {
        get { return durability; }
        set { durability = value; }
    }

    public abstract void Execute();

    public void Upgrade()
    {
        level++;
    }

    public void Fix()
    {
        durability = maxDurability;
    }

    public virtual bool IsEquipped()
    {
        return false;
    }

}

Food.cs

using UnityEngine;
using System.Collections;
using System;

public class Food : Item {

    public Food()
    {
        isStackable = true;
        name = "Food";
    }

    public override void Execute()
    {
        Debug.Log("Eat " + name);
    }
}

Weapon.cs

using UnityEngine;
using System.Collections;
using System;

public class Weapon : Item
{
    public override void Execute()
    {
        Debug.Log("Use Weapon " + name);
    }
}

FrozenCarpaccio.cs

public class FrozenCarpaccio : Food {

    public FrozenCarpaccio()
    {
        name = "=FrozenCarpaccio";
    }
}

Sword.cs

public class Sword : Weapon {

    public Sword()
    {
        name = "Sword";
    }
}

代码简单意思一下，详细到游戏肯定有很多其它的属性和方法。

如今出现的要求是依据类名来动态创建对象。

常见的方法就是一堆的switchcase....

以下用反射的方式来处理。

工厂类例如以下

using UnityEngine;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using System;

public class ItemFactory  {
    public static Dictionary<string, Type> foodClassesDict = new Dictionary<string, Type>();
    public static Dictionary<string, Type> weaponClassesict = new Dictionary<string, Type>();

    public static void CollectAllEntityClasses()
    {
        foodClassesDict.Clear();
        weaponClassesict.Clear();
        System.Reflection.Assembly[] AS = System.AppDomain.CurrentDomain.GetAssemblies();

        for (int i = 0; i < AS.Length; i++)
        {
            Type[] types = AS[i].GetTypes();
            for (int j = 0; j < types.Length; j++)
            {
                string className = types[j].Name;
                if (types[j].IsSubclassOf(typeof(Food)))
                {
                    Debug.Log("Food" + className);
                    foodClassesDict.Add(className, types[j]);
                } else if (types[j].IsSubclassOf(typeof(Weapon)))
                {
                    Debug.Log("Weapon" + className);
                    weaponClassesict.Add(className, types[j]);
                }
            }
        }
    }

    public static Food CreateFoodByClassName(string name)
    {
        Type foodType = null;
        if (foodClassesDict.TryGetValue(name, out foodType))
        {
            return Activator.CreateInstance(foodType) as Food;
        }
        else
        {
            return null;
        }
    }

    public static Weapon CreateWeaponByClassName(string name)
    {
        Type weaponType = null;
        if (weaponClassesict.TryGetValue(name, out weaponType))
        {
            return Activator.CreateInstance(weaponType) as Weapon;
        }
        else
        {
            return null;
        }
    }
}

代码很easy。在使用工厂之前，首先要通过反射。将类型的信息都记录到相应的Dictionary里面。 创建对象的时候仅仅要调用相应的静态方法就能够了。

測试代码

using UnityEngine;
using System.Collections;

public class ItemGenerator : MonoBehaviour {
    ItemFactory itemFactory;
    // Use this for initialization
    void Start () {
        ItemFactory.CollectAllEntityClasses();
        itemFactory = new ItemFactory();
    }

	// Update is called once per frame
	void Update () {
        if(Input.GetKeyDown(KeyCode.F5))
        {
            MysteryMeat mysteryMeat = ItemFactory.CreateFoodByClassName("MysteryMeat") as MysteryMeat;
            mysteryMeat.Execute();
        }

        if (Input.GetKeyDown(KeyCode.F6))
        {
            Dagger dagger = ItemFactory.CreateWeaponByClassName("Dagger") as Dagger;
            dagger.Execute();
        }
    }
}

执行结果

添加可配置脚本

如今的需求是，须要用json脚本来配置一些item的属性，这样做的优点是显而易见的 - 灵活！

json的内容例如以下：

[
   {
        "class": "FrozenCarpaccio",
		"name":"Frozen Carpaccio",
		"level":"1",
        "describe":"It's a piece of frozen raw meat. The only way to eat it is by cutting thin slices of it. And this way it's suprisingly good."
    },
    {
        "class": "MysteryMeat",
		"name":"the MysteryMeat",
		"level":"1",
        "describe":"Eat at your own risk!"
    },
]
   

详细的思路是在工厂中加入一个静态函数。用于载入全部class的配置属性。用json data的方式存起来。在创建相应类的时候用存好的jsondata来给相应的变量赋值。

在Factory中加入

public static Dictionary<string, JsonData> classInfoDict = new Dictionary<string, JsonData>();

相应的方法

 public static void CollectAllItemInfo()
    {
        classInfoDict.Clear();
        TextAsset[] foodTables = Resources.LoadAll<TextAsset>("Data/Food");
        foreach (TextAsset table in foodTables)
        {
            string jsonStr = table.text;
            JsonData content = JsonMapper.ToObject(jsonStr);
            if (content != null)
            {
                foreach (JsonData subclass in content)
                {
                    if (LitJsonUtil.JsonDataContainsKey(subclass, "class"))
                    {
                        string classname = subclass["class"].ToString();
                        if (!classInfoDict.ContainsKey(classname))
                        {
                            classInfoDict.Add(classname, subclass);
                        }
                    }
                }

            }
        }
    }

在Item类中加入虚方法，用于初始化

    public abstract void InitializeByJsonData(JsonData data);

Food类中加入实现

  public override void InitializeByJsonData(JsonData data)
    {
        if (LitJsonUtil.JsonDataContainsKey(data, "name"))
        {
            name = data["name"].ToString();
        }
        if (LitJsonUtil.JsonDataContainsKey(data, "level"))
        {
            level = Int32.Parse(data["level"].ToString());
        }
        if (LitJsonUtil.JsonDataContainsKey(data, "describe"))
        {
            describe = data["describe"].ToString();
        }
    }

假设子类中有特殊的属性药初始化，能够通过override这种方法来处理。

这里还能够通过反射获取类型的变量名来自己主动匹配json中的key和类型的成员。然后通过SetValue方法来进行赋值。

工厂里面创建FoodItem相应的方法也要略微改一下

    public static Food CreateFoodByClassName(string className)
    {
        Type foodType = null;
        if (foodClassesDict.TryGetValue(className, out foodType))
        {
            Food tmp = Activator.CreateInstance(foodType) as Food;
            tmp.InitializeByJsonData(classInfoDict[className]);
            return tmp;
        }
        else
        {

            return null;
        }
    }

測试代码不变，能够选择把describe打印出来看看。

參考

反射（C# 和 Visual Basic） - https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/ms173183.aspx

动态载入和使用类型 - https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/k3a58006.aspx

C# 反射（Reflection）- http://www.runoob.com/csharp/csharp-reflection.html

详细解释C#编程中的反射机制与方法 - http://developer.51cto.com/art/200904/118971_all.htm

LitJson - https://lbv.github.io/litjson/