設計模式（二）簡單工廠模式（Simple Factory Pattern）

1、引言

　　這個系列也是本身對設計模式的一些學習筆記,但願對一些初學設計模式的人有所幫助的,在上一個專題中介紹了單例模式,在這個專題中繼續爲你們介紹一個比較容易理解的模式——簡單工廠模式。

2、簡單工廠模式的介紹

　　說到簡單工廠，天然的第一個疑問固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,一樣在設計模式中,簡單工廠模式咱們也能夠理解爲負責生產對象的一個類, 咱們日常編程中，當使用"new"關鍵字建立一個對象時，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，咱們就不得不去修改此類的源碼，此時咱們能夠運用面向對象（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，天然也就要找到改變的代碼，而後把改變的代碼用類來封裝，這樣的一種思路也就是咱們簡單工廠模式的實現方式了。下面經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，免不了要常常在外面吃飯，固然咱們也能夠本身在家作飯吃，可是本身作飯吃麻煩，由於又要本身買菜，然而，出去吃飯就徹底沒有這些麻煩的，咱們只須要到餐館點菜就能夠了，買菜的事情就交給餐館作就能夠了，這裏餐館就充當簡單工廠的角色，下面讓咱們看看現實生活中的例子用代碼是怎樣來表現的。

本身作飯的狀況：

/// <summary>
/// 本身作飯的狀況
/// 沒有簡單工廠以前，客戶想吃什麼菜只能本身炒的
/// </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：那你就本身燒啊
        // 客戶A說： 好吧，那就本身作吧
        if (type.Equals("西紅柿炒蛋"))
        {
            food = new TomatoScrambledEggs();
        }
        // 我又想吃土豆肉絲, 這個仍是得本身作
        // 我以爲本身作好累哦，若是能有人幫我作就行了？
        else if (type.Equals("土豆肉絲"))
        {
            food = new ShreddedPorkWithPotatoes();
        }
        return food;
    }
    static void Main(string[] args)
    {
        // 作西紅柿炒蛋
        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");
    }
}

本身作飯，若是咱們想吃別的菜時，此時就須要去買這種菜和洗菜這些繁瑣的操做，有了餐館（也就是簡單工廠）以後，咱們就能夠把這些操做交給餐館去作，此時消費者（也就是咱們）對菜（也就是具體對象）的依賴關係從直接變成的間接的，這樣就是實現了面向對象的另外一個原則——下降對象之間的耦合度，下面就具體看看有了餐館以後的實現代碼（即簡單工廠的實現）：

/// <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（至關於簡單工廠）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;
    }
}

3、優勢與缺點

　　看完簡單工廠模式的實現以後，你和你的小夥伴們確定會有這樣的疑惑（由於我學習的時候也有）——這樣咱們只是把變化移到了工廠類中罷了，好像沒有變化的問題，由於若是客戶想吃其餘菜時，此時咱們仍是須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以前，修改的是客戶類）。我首先要說：你和你的小夥伴很對，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能夠很好地解決），然而，簡單工廠模式與以前的實現也有它的優勢：

簡單工廠模式解決了客戶端直接依賴於具體對象的問題，客戶端能夠消除直接建立對象的責任，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複用的做用，由於以前的實現（本身作飯的狀況）中，換了一我的一樣要去在本身的類中實現作菜的方法，而後有了簡單工廠以後，去餐館吃飯的全部人都不用那麼麻煩了，只須要負責消費就能夠了。此時簡單工廠的燒菜方法就讓全部客戶共用了。（同時這點也是簡單工廠方法的缺點——由於工廠類集中了全部產品建立邏輯，一旦不能正常工做，整個系統都會受到影響，也沒什麼很差理解的，就如事物都有兩面性同樣道理）
雖然上面已經介紹了簡單工廠模式的缺點，下面仍是總結下簡單工廠模式的缺點：

工廠類集中了全部產品建立邏輯，一旦不能正常工做，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，不少不肯意作飯的人就沒飯吃了）
系統擴展困難，一旦添加新產品就不得不修改工廠邏輯，這樣就會形成工廠邏輯過於複雜。
瞭解了簡單工廠模式以後的優缺點以後，咱們以後就能夠知道簡單工廠的應用場景了：

當工廠類負責建立的對象比較少時能夠考慮使用簡單工廠模式
客戶若是隻知道傳入工廠類的參數，對於如何建立對象的邏輯不關心時能夠考慮使用簡單工廠模式

4、簡單工廠模式UML圖

簡單工廠模式又叫靜態方法模式（由於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建立出哪種產品類的實例（通俗點表達：經過客戶下的訂單來負責燒那種菜）。簡單工廠模式的UML圖以下：

5、.NET中簡單工廠模式的實現

　　介紹完了簡單工廠模式以後，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，具體的代碼能夠經過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圖爲：

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（即若是新添加一種編碼怎麼辦）？在GetEncoding方法裏的switch函數有以下代碼：

switch (codepage)
{
    .......
    default:
    unicode = GetEncodingCodePage(codepage);
    if (unicode == null)
    {
        unicode = GetEncodingRare(codepage); //當編碼不多見時
    }
    break;
    ......
}

在GetEncodingRare方法裏有一些不經常使用編碼的實例化代碼，微軟正式經過這個方法來解決新增長一種編碼的問題。（其實也就是列出全部可能的編碼狀況），微軟之因此以這樣的方式來解決這個問題，多是因爲如今編碼已經穩定了，添加新編碼的可能性比較低，因此在.NET 4.5仍然未改動這部分代碼。

6、總結

到這裏，簡單工廠模式的介紹都到這裏了，後面將介紹工廠方法模式來解決簡單工廠模式中存在的問題。

 

以上內容摘自：http://learninghard.blog.51cto.com/6146675/1289553

 

　　軟件模式是人們在進行軟件開發的過程當中，總結出的對各類問題域的解決方法，不一樣的問題域有不一樣的模式來解決。新的問題域會出現，那麼解決新的問題域的模式也會出現，隨着人們對問題域理解的進步，模式也在進步，舊的模式極可能被新的模式推翻，模式不是真理，而是通過GS不斷摸索，總結出的一套解決方法。 工廠模式細分能夠分爲3中：簡單工廠模式，工廠方法模式和抽象工廠模式。 在簡單工廠模式中有一個工廠類，還有一個全部產品的超類（在系統中是以接口的形式出現的）和各個具體產品類。爲了讓客戶在系統運行期間動態的決定須要那種產品，因此提供了全部產品的超類，這是利用的面向對象的多態機制。 經過提供了一個產品的超類類，在咱們的系統須要別的形狀的時候只要加入一個實現這個超類的具體產品類就能夠了。產品中確實自動添加了咱們須要的新產品，但工廠沒有能夠提供新產品的邏輯，必須修改源代碼，在if語言中加上建立新產品的邏輯，從新編譯系統才能夠。這一點違反了「開閉原則」，如何才能夠不違反原則呢，工廠方法模式的其餘兩個模式做出瞭解決的方法，但不徹底。但簡單工廠模式也是有優勢的，要否則也沒有存在的理由了，優勢就在於實現起來很簡單，對於一些自己就很簡單的系統沒有必要使用複雜的模式。