C#依赖注入与工厂模式的完美融合（深入解析依赖注入工厂扩展技巧）

什么是依赖注入？

依赖注入是一种控制反转（IoC）的实现方式，它允许我们将对象的依赖关系从内部创建转移到外部提供。这样做的好处是：

• 提高代码可测试性（便于单元测试）
• 降低类之间的耦合度
• 提升系统的可扩展性和可维护性

什么是工厂模式？

工厂模式是一种创建型设计模式，它封装了对象的创建逻辑。当你需要根据运行时条件动态创建不同类型的对象时，工厂模式就派上用场了。

为什么要把两者结合起来？

有时，我们无法在应用启动时就确定要使用哪个具体实现（比如根据用户输入、配置文件或数据库状态），这时就需要在运行时动态创建服务实例。如果直接在业务逻辑中 new 对象，会破坏依赖注入原则。因此，我们需要一个“可注入的工厂”——这就是C#依赖注入工厂扩展的核心思想。

实战：在 ASP.NET Core 中实现依赖注入的工厂模式

假设我们有一个支付系统，支持支付宝和微信支付。我们希望根据用户选择的支付方式动态创建对应的支付服务。

第 1 步：定义接口和实现类

public interface IPaymentService{    Task ProcessPaymentAsync(decimal amount);}public class AlipayService : IPaymentService{    public async Task<bool> ProcessPaymentAsync(decimal amount)    {        // 模拟支付宝支付逻辑        Console.WriteLine($"Alipay processing {amount}...");        return await Task.FromResult(true);    }}public class WechatPayService : IPaymentService{    public async Task<bool> ProcessPaymentAsync(decimal amount)    {        // 模拟微信支付逻辑        Console.WriteLine($"WeChat Pay processing {amount}...");        return await Task.FromResult(true);    }}

第 2 步：创建工厂接口和实现

public enum PaymentType{    Alipay,    WechatPay}public interface IPaymentServiceFactory{    IPaymentService Create(PaymentType type);}public class PaymentServiceFactory : IPaymentServiceFactory{    private readonly IServiceProvider _serviceProvider;    public PaymentServiceFactory(IServiceProvider serviceProvider)    {        _serviceProvider = serviceProvider;    }    public IPaymentService Create(PaymentType type)    {        return type switch        {            PaymentType.Alipay => _serviceProvider.GetRequiredService<AlipayService>(),            PaymentType.WechatPay => _serviceProvider.GetRequiredService<WechatPayService>(),            _ => throw new ArgumentException("Unsupported payment type")        };    }}

第 3 步：在 Program.cs 中注册服务

// .NET 6+ 的 Program.csvar builder = WebApplication.CreateBuilder(args);// 注册具体实现builder.Services.AddScoped<AlipayService>();builder.Services.AddScoped<WechatPayService>();// 注册工厂builder.Services.AddScoped<IPaymentServiceFactory, PaymentServiceFactory>();var app = builder.Build();// ... 其他配置

第 4 步：在控制器中使用工厂

[ApiController][Route("[controller]")]public class PaymentController : ControllerBase{    private readonly IPaymentServiceFactory _factory;    public PaymentController(IPaymentServiceFactory factory)    {        _factory = factory;    }    [HttpPost("process")]    public async Task<IActionResult> ProcessPayment([FromBody] PaymentRequest request)    {        var service = _factory.Create(request.Type);        var success = await service.ProcessPaymentAsync(request.Amount);        return Ok(new { Success = success });    }}public class PaymentRequest{    public PaymentType Type { get; set; }    public decimal Amount { get; set; }}

进阶技巧：使用泛型工厂

如果你有多个类似的场景，可以创建一个通用的泛型工厂，避免重复代码：

public interface IGenericFactory<TKey, TService>{    TService Create(TKey key);}// 实现略，可根据 Dictionary 或策略模式扩展

总结

通过将工厂模式与C#依赖注入结合，我们既能保持代码的松耦合，又能灵活地在运行时创建所需的服务实例。这种依赖注入工厂扩展的方式，是构建大型、可维护 C# 应用的重要技巧。

无论你是刚接触 C# 设计模式的新手，还是希望优化现有架构的开发者，掌握这一组合都能显著提升你的代码质量。

关键词回顾：C#依赖注入、工厂模式、C#设计模式、依赖注入工厂扩展。