C#设计模式(2)——简单工厂模式

　　这个系列也是自己对设计模式的一些学习笔记,希望对一些初学设计模式的人有所帮助的,在上一个专题中介绍了单例模式,在这个专题中继续为大家介绍一个比较容易理解的模式——简单工厂模式。

　　说到简单工厂，自然的第一个疑问当然就是什么是简单工厂模式了？在现实生活中工厂是负责生产产品的,同样在设计模式中,简单工厂模式我们也可以理解为负责生产对象的一个类, 我们平常编程中，当使用"new"关键字创建一个对象时，此时该类就依赖与这个对象，也就是他们之间的耦合度高，当需求变化时，我们就不得不去修改此类的源码，此时我们可以运用面向对象（OO）的很重要的原则去解决这一的问题，该原则就是——封装改变，既然要封装改变，自然也就要找到改变的代码，然后把改变的代码用类来封装，这样的一种思路也就是我们简单工厂模式的实现方式了。下面通过一个现实生活中的例子来引出简单工厂模式。

　　在外面打工的人，免不了要经常在外面吃饭，当然我们也可以自己在家做饭吃，但是自己做饭吃麻烦，因为又要自己买菜，然而，出去吃饭就完全没有这些麻烦的，我们只需要到餐馆点菜就可以了，买菜的事情就交给餐馆做就可以了，这里餐馆就充当简单工厂的角色，下面让我们看看现实生活中的例子用代码是怎样来表现的。

自己做饭的情况：

<code> </code><code>/// 自己做饭的情况</code>

<code> </code><code>/// 没有简单工厂之前，客户想吃什么菜只能自己炒的</code>

<code> </code><code>public</code> <code>class</code> <code>Customer</code>

<code> </code><code>public</code> <code>static</code> <code>Food Cook(</code><code>string</code> <code>type)</code>

<code> </code><code>// 客户A说：我想吃西红柿炒蛋怎么办？</code>

<code> </code><code>// 客户B说：那你就自己烧啊</code>

<code> </code><code>// 客户A说：好吧，那就自己做吧</code>

<code> </code><code>if</code> <code>(type.Equals(</code><code>"西红柿炒蛋"</code><code>))</code>

<code> </code><code>food = </code><code>new</code> <code>TomatoScrambledEggs();</code>

<code> </code><code>// 我又想吃土豆肉丝, 这个还是得自己做</code>

<code> </code><code>// 我觉得自己做好累哦，如果能有人帮我做就好了？</code>

<code> </code><code>else</code> <code>if</code> <code>(type.Equals(</code><code>"土豆肉丝"</code><code>))</code>

<code> </code><code>food = </code><code>new</code> <code>ShreddedPorkWithPotatoes();</code>

<code> </code><code>return</code> <code>food;</code>

<code> </code><code>static</code> <code>void</code> <code>Main(</code><code>string</code><code>[] args)</code>

<code> </code><code>// 做西红柿炒蛋</code>

<code> </code><code>Food food1 = Cook(</code><code>"西红柿炒蛋"</code><code>);</code>

<code> </code><code>food1.Print();</code>

<code> </code><code>Console.Read();</code>

<code> </code><code>public</code> <code>abstract</code> <code>class</code> <code>Food</code>

<code> </code><code>// 输出点了什么菜</code>

<code> </code><code>public</code> <code>abstract</code> <code>void</code> <code>Print();</code>

<code> </code><code>/// 西红柿炒鸡蛋这道菜</code>

<code> </code><code>public</code> <code>class</code> <code>TomatoScrambledEggs : Food</code>

<code> </code><code>public</code> <code>override</code> <code>void</code> <code>Print()</code>

<code> </code><code>Console.WriteLine(</code><code>"一份西红柿炒蛋！"</code><code>);</code>

<code> </code><code>/// 土豆肉丝这道菜</code>

<code> </code><code>public</code> <code>class</code> <code>ShreddedPorkWithPotatoes : Food</code>

<code> </code><code>Console.WriteLine(</code><code>"一份土豆肉丝"</code><code>);</code>

自己做饭，如果我们想吃别的菜时，此时就需要去买这种菜和洗菜这些繁琐的操作，有了餐馆（也就是简单工厂）之后，我们就可以把这些操作交给餐馆去做，此时消费者（也就是我们）对菜（也就是具体对象）的依赖关系从直接变成的间接的，这样就是实现了面向对象的另一个原则——降低对象之间的耦合度，下面就具体看看有了餐馆之后的实现代码（即简单工厂的实现）：

<code> </code><code>/// 顾客充当客户端，负责调用简单工厂来生产对象</code>

<code> </code><code>/// 即客户点菜，厨师（相当于简单工厂）负责烧菜(生产的对象)</code>

<code> </code><code>class</code> <code>Customer</code>

<code> </code><code>// 客户想点一个西红柿炒蛋 </code>

<code> </code><code>Food food1 = FoodSimpleFactory.CreateFood(</code><code>"西红柿炒蛋"</code><code>);</code>

<code> </code><code>// 客户想点一个土豆肉丝</code>

<code> </code><code>Food food2 = FoodSimpleFactory.CreateFood(</code><code>"土豆肉丝"</code><code>);</code>

<code> </code><code>food2.Print();</code>

<code> </code><code>/// 简单工厂类, 负责炒菜</code>

<code> </code><code>public</code> <code>class</code> <code>FoodSimpleFactory</code>

<code> </code><code>public</code> <code>static</code> <code>Food CreateFood(</code><code>string</code> <code>type)</code>

<code> </code><code>if</code> <code>(type.Equals(</code><code>"土豆肉丝"</code><code>))</code>

<code> </code><code>food= </code><code>new</code> <code>ShreddedPorkWithPotatoes();</code>

<code> </code><code>else</code> <code>if</code> <code>(type.Equals(</code><code>"西红柿炒蛋"</code><code>))</code>

<code> </code><code>food= </code><code>new</code> <code>TomatoScrambledEggs();</code>

　　看完简单工厂模式的实现之后，你和你的小伙伴们肯定会有这样的疑惑（因为我学习的时候也有）——这样我们只是把变化移到了工厂类中罢了，好像没有变化的问题，因为如果客户想吃其他菜时，此时我们还是需要修改工厂类中的方法（也就是多加case语句，没应用简单工厂模式之前，修改的是客户类）。我首先要说：你和你的小伙伴很对，这个就是简单工厂模式的缺点所在（这个缺点后面介绍的工厂方法可以很好地解决），然而，简单工厂模式与之前的实现也有它的优点：

简单工厂模式解决了客户端直接依赖于具体对象的问题，客户端可以消除直接创建对象的责任，而仅仅是消费产品。简单工厂模式实现了对责任的分割。

简单工厂模式也起到了代码复用的作用，因为之前的实现（自己做饭的情况）中，换了一个人同样要去在自己的类中实现做菜的方法，然后有了简单工厂之后，去餐馆吃饭的所有人都不用那么麻烦了，只需要负责消费就可以了。此时简单工厂的烧菜方法就让所有客户共用了。（同时这点也是简单工厂方法的缺点——因为工厂类集中了所有产品创建逻辑，一旦不能正常工作，整个系统都会受到影响，也没什么不好理解的，就如事物都有两面性一样道理）

虽然上面已经介绍了简单工厂模式的缺点，下面还是总结下简单工厂模式的缺点：

工厂类集中了所有产品创建逻辑，一旦不能正常工作，整个系统都会受到影响（通俗地意思就是：一旦餐馆没饭或者关门了，很多不愿意做饭的人就没饭吃了）

系统扩展困难，一旦添加新产品就不得不修改工厂逻辑，这样就会造成工厂逻辑过于复杂。

了解了简单工厂模式之后的优缺点之后，我们之后就可以知道简单工厂的应用场景了：

当工厂类负责创建的对象比较少时可以考虑使用简单工厂模式（）

客户如果只知道传入工厂类的参数，对于如何创建对象的逻辑不关心时可以考虑使用简单工厂模式

简单工厂模式又叫静态方法模式（因为工厂类都定义了一个静态方法），由一个工厂类根据传入的参数决定创建出哪一种产品类的实例（通俗点表达：通过客户下的订单来负责烧那种菜）。简单工厂模式的UML图如下：

<code>public</code> <code>static</code> <code>Encoding GetEncoding(</code><code>int</code> <code>codepage)</code>

<code> </code><code>Encoding unicode = </code><code>null</code><code>;</code>

<code> </code><code>if</code> <code>(encodings != </code><code>null</code><code>)</code>

<code> </code><code>unicode = (Encoding) encodings[codepage];</code>

<code> </code><code>if</code> <code>(unicode == </code><code>null</code><code>)</code>

<code> </code><code>object</code> <code>obj2;</code>

<code> </code><code>bool</code> <code>lockTaken = </code><code>false</code><code>;</code>

<code> </code><code>Monitor.Enter(obj2 = InternalSyncObject, </code><code>ref</code> <code>lockTaken);</code>

<code> </code><code>if</code> <code>(encodings == </code><code>null</code><code>)</code>

<code> </code><code>encodings = </code><code>new</code> <code>Hashtable();</code>

<code> </code><code>unicode = (Encoding) encodings[codepage];</code>

<code> </code><code>if</code> <code>(unicode != </code><code>null</code><code>)</code>

<code> </code><code>return</code> <code>unicode;</code>

<code> </code><code>switch</code> <code>(codepage)</code>

<code> </code><code>unicode = Default;</code>

<code> </code><code>break</code><code>;</code>

<code> </code><code>throw</code> <code>new</code> <code>ArgumentException(Environment.GetResourceString(</code><code>"Argument_CodepageNotSupported"</code><code>, </code><code>new</code> <code>object</code><code>[] { codepage }), </code><code>"codepage"</code><code>);</code>

<code> </code><code>unicode = Unicode;</code>

<code> </code><code>unicode = BigEndianUnicode;</code>

<code> </code><code>unicode = Latin1;</code>

<code> </code><code>unicode = UTF8;</code>

<code> </code><code>unicode = </code><code>new</code> <code>SBCSCodePageEncoding(codepage);</code>

<code> </code><code>unicode = ASCII;</code>

<code> </code><code>default</code><code>:</code>

<code> </code><code>unicode = GetEncodingCodePage(codepage);</code>

<code> </code><code>if</code> <code>(unicode == </code><code>null</code><code>)</code>

<code> </code><code>unicode = GetEncodingRare(codepage);</code>

<code> </code><code>encodings.Add(codepage, unicode);</code>

<code> </code><code>return</code> <code>unicode;</code>

.NET 中Encoding的UML图为：

Encoding类中实现的简单工厂模式是简单工厂模式的一种演变，此时简单工厂类由抽象产品角色扮演，然而.NET中Encoding类是如何解决简单工厂模式中存在的问题的呢（即如果新添加一种编码怎么办）？在GetEncoding方法里的switch函数有如下代码：

<code>switch</code> <code>(codepage)</code>

<code> </code><code>default</code><code>:</code>

<code> </code><code>unicode = GetEncodingRare(codepage); </code><code>//当编码很少见时</code>

在GetEncodingRare方法里有一些不常用编码的实例化代码，微软正式通过这个方法来解决新增加一种编码的问题。（其实也就是列出所有可能的编码情况），微软之所以以这样的方式来解决这个问题，可能是由于现在编码已经稳定了，添加新编码的可能性比较低，所以在.NET 4.5仍然未改动这部分代码。

到这里，简单工厂模式的介绍都到这里了，后面将介绍工厂方法模式来解决简单工厂模式中存在的问题。

本文转自LearningHard 51CTO博客，原文链接：http://blog.51cto.com/learninghard/1289553，如需转载请自行联系原作者

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