C#設計模式(2)——簡單工廠模式

時間 2021-01-30

標籤編程 c# 設計模式 ide 函數工具學習編碼 spa 設計欄目 C# 简体版

原文原文鏈接

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。編程

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。c#

　　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。設計模式

本身作飯的狀況：ide

/// <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）：函數

/// <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：工具

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。學習
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）編碼

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：spa

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）設計
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。