簡單工廠模式的介紹
說到簡單工廠，自然的第一個疑問當然就是什麼是簡單工廠模式了？ 在現實生活中工廠是負責生產產品的,同樣在設計模式中,簡單工廠模式我們也可以理解為負責生產對象的一個類, 我們平常編程中，當使用"new"關鍵字創建一個對象時，此時該類就依賴與這個對象，也就是他們之間的耦合度高，當需求變化時，我們就不得不去修改此類的源碼，此時我們可以運用面向對象（OO）的很重要的原則去解決這一的問題，該原則就是——封裝改變，既然要封裝改變，自然也就要找到改變的代碼，然後把改變的代碼用類來封裝，這樣的一種思路也就是我們簡單工廠模式的實現方式了。下面通過一個現實生活中的例子來引出簡單工廠模式。
在外面打工的人，免不了要經常在外面吃飯，當然我們也可以自己在家做飯吃，但是自己做飯吃麻煩，因為又要自己買菜，然而，出去吃飯就完全沒有這些麻煩的，我們只需要到餐館點菜就可以了，買菜的事情就交給餐館做就可以了，這裡餐館就充當簡單工廠的角色，下面讓我們看看現實生活中的例子用代碼是怎樣來表現的。
例子
自己做飯的情況：
/// <summary>
/// 自己做飯的情況
/// 沒有簡單工廠之前，客戶想吃什麼菜只能自己炒的
/// </summary>
public class Customer
{
/// <summary>
/// 燒菜方法
/// </summary>
/// <param name="type"></param>
/// <returns></returns>
public static Food Cook(string type)
{
Food food = null;
// 客戶A說：我想吃西紅柿炒蛋怎麼辦？
// 客戶B說：那你就自己燒啊
// 客戶A說： 好吧，那就自己做吧
if (type.Equals("西紅柿炒蛋"))
{
food = new TomatoScrambledEggs();
}
// 我又想吃土豆肉絲, 這個還是得自己做
// 我覺得自己做好累哦，如果能有人幫我做就好了？
else if (type.Equals("土豆肉絲"))
{
food = new ShreddedPorkWithPotatoes();
}
return food;
}
static void Main(string[] args)
{
// 做西紅柿炒蛋
Food food1 = Cook("西紅柿炒蛋");
food1.Print();
Food food2 = Cook("土豆肉絲");
food1.Print();
Console.Read();
}
}
/// <summary>
/// 菜抽象類
/// </summary>
public abstract class Food
{
// 輸出點了什麼菜
public abstract void Print();
}
/// <summary>
/// 西紅柿炒雞蛋這道菜
/// </summary>
public class TomatoScrambledEggs : Food
{
public override void Print()
{
Console.WriteLine("一份西紅柿炒蛋！");
}
}
/// <summary>
/// 土豆肉絲這道菜
/// </summary>
public class ShreddedPorkWithPotatoes : Food
{
public override void Print()
{
Console.WriteLine("一份土豆肉絲");
}
}
自己做飯，如果我們想吃別的菜時，此時就需要去買這種菜和洗菜這些繁瑣的操作，有了餐館（也就是簡單工廠）之後，我們就可以把這些操作交給餐館去做，此時消費者（也就是我們）對菜（也就是具體對象）的依賴關系從直接變成的間接的，這樣就是實現了面向對象的另一個原則——降低對象之間的耦合度，下面就具體看看有了餐館之後的實現代碼（即簡單工廠的實現）：
? 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64/// <summary>
/// 顧客充當客戶端，負責調用簡單工廠來生產對象
/// 即客戶點菜，廚師（相當於簡單工廠）負責燒菜(生產的對象)
/// </summary>
class Customer
{
static void Main(string[] args)
{
// 客戶想點一個西紅柿炒蛋
Food food1 = FoodSimpleFactory.CreateFood("西紅柿炒蛋");
food1.Print();
// 客戶想點一個土豆肉絲
Food food2 = FoodSimpleFactory.CreateFood("土豆肉絲");
food2.Print();
Console.Read();
}
}
/// <summary>
/// 菜抽象類
/// </summary>
public abstract class Food
{
// 輸出點了什麼菜
public abstract void Print();
}
/// <summary>
/// 西紅柿炒雞蛋這道菜
/// </summary>
public class TomatoScrambledEggs : Food
{
public override void Print()
{
Console.WriteLine("一份西紅柿炒蛋！");
}
}
/// <summary>
/// 土豆肉絲這道菜
/// </summary>
public class ShreddedPorkWithPotatoes : Food
{
public override void Print()
{
Console.WriteLine("一份土豆肉絲");
}
}
/// <summary>
/// 簡單工廠類, 負責 炒菜
/// </summary>
public class FoodSimpleFactory
{
public static Food CreateFood(string type)
{
Food food = null;
if (type.Equals("土豆肉絲"))
{
food= new ShreddedPorkWithPotatoes();
}
else if (type.Equals("西紅柿炒蛋"))
{
food= new TomatoScrambledEggs();
}
return food;
}
}
此外，這裡還有一個反射實現簡單工廠模式的例子：
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Reflection;
namespace ConsoleApplication1
{
public interface IFruit
{
}
public class Orange : IFruit
{
public Orange()
{
Console.WriteLine("An orange is got!");
}
}
public class Apple : IFruit
{
public Apple()
{
Console.WriteLine("An apple is got!");
}
}
public class FruitFactory
{
private static FruitFactory _instance = new FruitFactory();
public static FruitFactory Instance
{
get { return _instance; }
}
public IFruit MakeFruit(string Name)
{
IFruit MyFruit = null;
try
{
Type type = Type.GetType(Name, true);
MyFruit = (IFruit)Activator.CreateInstance(type);
}
catch (TypeLoadException e)
{
Console.WriteLine("I dont know this kind of fruit,exception caught - {0}", e.Message);
}
return MyFruit;
}
}
public class Test
{
static void Main()
{
string FruitName = Console.ReadLine();
FruitFactory.Instance.MakeFruit("ConsoleApplication1." + FruitName);
}
}
}
優點與缺點
看完簡單工廠模式的實現之後，你和你的小伙伴們肯定會有這樣的疑惑（因為我學習的時候也有）——這樣我們只是把變化移到了工廠類中罷了，好像沒有變化的問題，因為如果客戶想吃其他菜時，此時我們還是需要修改工廠類中的方法（也就是多加case語句，沒應用簡單工廠模式之前，修改的是客戶類）。我首先要說：你和你的小伙伴很對，這個就是簡單工廠模式的缺點所在（這個缺點後面介紹的工廠方法可以很好地解決），然而，簡單工廠模式與之前的實現也有它的優點：
簡單工廠模式解決了客戶端直接依賴於具體對象的問題，客戶端可以消除直接創建對象的責任，而僅僅是消費產品。簡單工廠模式實現了對責任的分割。
簡單工廠模式也起到了代碼復用的作用，因為之前的實現（自己做飯的情況）中，換了一個人同樣要去在自己的類中實現做菜的方法，然後有了簡單工廠之後，去餐館吃飯的所有人都不用那麼麻煩了，只需要負責消費就可以了。此時簡單工廠的燒菜方法就讓所有客戶共用了。（同時這點也是簡單工廠方法的缺點——因為工廠類集中了所有產品創建邏輯，一旦不能正常工作，整個系統都會受到影響，也沒什麼不好理解的，就如事物都有兩面性一樣道理）
雖然上面已經介紹了簡單工廠模式的缺點，下面還是總結下簡單工廠模式的缺點：
工廠類集中了所有產品創建邏輯，一旦不能正常工作，整個系統都會受到影響（通俗地意思就是：一旦餐館沒飯或者關門了，很多不願意做飯的人就沒飯吃了）
系統擴展困難，一旦添加新產品就不得不修改工廠邏輯，這樣就會造成工廠邏輯過於復雜。
了解了簡單工廠模式之後的優缺點之後，我們之後就可以知道簡單工廠的應用場景了：
當工廠類負責創建的對象比較少時可以考慮使用簡單工廠模式（）
客戶如果只知道傳入工廠類的參數，對於如何創建對象的邏輯不關心時可以考慮使用簡單工廠模式
簡單工廠模式UML圖
簡單工廠模式又叫靜態方法模式（因為工廠類都定義了一個靜態方法），由一個工廠類根據傳入的參數決定創建出哪一種產品類的實例（通俗點表達：通過客戶下的訂單來負責燒那種菜）。簡單工廠模式的UML圖如下：
.Net中簡單工廠模式的實現
介紹完了簡單工廠模式之後，我學習的時候就像：.NET類庫中是否有實現了簡單工廠模式的類呢？後面確實有，.Net中System.Text.Encoding類就實現了簡單工廠模式，該類中的GetEncoding(int codepage)就是工廠方法，具體的代碼可以通過Reflector反編譯工具進行查看，下面我也貼出該方法中部分代碼：
public static Encoding GetEncoding(int codepage)
{
Encoding unicode = null;
if (encodings != null)
{
unicode = (Encoding) encodings[codepage];
}
if (unicode == null)
{
object obj2;
bool lockTaken = false;
try
{
Monitor.Enter(obj2 = InternalSyncObject, ref lockTaken);
if (encodings == null)
{
encodings = new Hashtable();
}
unicode = (Encoding) encodings[codepage];
if (unicode != null)
{
return unicode;
}
switch (codepage)
{
case 0:
unicode = Default;
break;
case 1:
case 2:
case 3:
case 0x2a:
throw new ArgumentException(Environment.GetResourceString("Argument_CodepageNotSupported", new object[] { codepage }), "codepage");
case 0x4b0:
unicode = Unicode;
break;
case 0x4b1:
unicode = BigEndianUnicode;
break;
case 0x6faf:
unicode = Latin1;
break;
case 0xfde9:
unicode = UTF8;
break;
case 0x4e4:
unicode = new SBCSCodePageEncoding(codepage);
break;
case 0x4e9f:
unicode = ASCII;
break;
default:
unicode = GetEncodingCodePage(codepage);
if (unicode == null)
{
unicode = GetEncodingRare(codepage);
}
break;
}
encodings.Add(codepage, unicode);
return unicode;
}
}
.Net 中Encoding的UML圖為：
Encoding類中實現的簡單工廠模式是簡單工廠模式的一種演變，此時簡單工廠類由抽象產品角色扮演，然而.Net中Encoding類是如何解決簡單工廠模式中存在的問題的呢（即如果新添加一種編碼怎麼辦）？在GetEncoding方法裡的switch函數有如下代碼：
? 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12switch (codepage)
{
.......
default:
unicode = GetEncodingCodePage(codepage);
if (unicode == null)
{
unicode = GetEncodingRare(codepage); //當編碼很少見時
}
break;
......
}
在GetEncodingRare方法裡有一些不常用編碼的實例化代碼，微軟正式通過這個方法來解決新增加一種編碼的問題。（其實也就是列出所有可能的編碼情況），微軟之所以以這樣的方式來解決這個問題，可能是由於現在編碼已經穩定了，添加新編碼的可能性比較低，所以在.Net 4.5仍然未改動這部分代碼。
