C#設計模式學習筆記：簡單工廠模式(工廠方法模式前奏篇)

    本筆記摘抄自：https://www.cnblogs.com/PatrickLiu/p/7551373.html，記錄一下學習過程以備后續查用。

    一、引言

    簡單工廠模式並不屬於GoF23里面的設計模式，其實它屬於一個過渡的模式，這個模式是為了引出下一篇要講的模式：工廠模式。

    二、簡單工廠模式的介紹

    無論是簡單工廠還是復雜工廠，首先它們都是工廠，工廠是干什么的呢？ 在現實生活中的工廠是負責生產產品的。比如我們要吃餅干不用自己做，去超

市買就好了，因為有工廠已經把餅干生產好了。生產是工廠的任務，買來吃是我們自己的事，兩者互不干涉，挺好。

    那么在面向對象的軟件設計中提到的工廠是什么意思呢？既然也叫工廠，那肯定也是生產產品的，只不過這個產品是一個對象的實例。在軟件設計中，

工廠的概念就是指可以生產某個類型對象實例的一個類型。

    有了工廠，如果我們要使用某個類型的實例，就直接告訴工廠就行了，它會提供給我們想要的實例對象。而具體工廠是怎么生產的不用我們管，這樣我

們也省事了，這就是解耦。在平常編程中，當使用”new”關鍵字創建一個對象時，該類就依賴於這個對象，因此它們之間的耦合度比較高。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（OOP）很重要的原則去解決這一類的問題，就是封裝變化點。既然要封裝改變點，自然也

就要找到變化的代碼，然后把變化的代碼用類來封裝，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：

    生活中，假如自己在家做飯吃，除了要買菜、洗菜、燒菜外，還有煩人的洗碗、刷鍋等。而假如我們去外面吃飯的話，就完全沒有上述這些麻煩，只需

要到餐館點菜付款就可以了，其它的事全部由餐館搞定，此時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？

    2.1、自己做飯的情況

    class Program
    {
        /// <summary>
        /// 簡單工廠模式：菜抽象類
        /// </summary>
        public abstract class Food
        {
            //輸出點了什么菜
            public abstract void Print();
        }

        /// <summary>
        /// 簡單工廠模式：西紅柿炒雞蛋
        /// </summary>
        public class TomatoesWithEggs : Food
        {
            public override void Print()
            {
                Console.WriteLine("一份西紅柿炒蛋。");
            }
        }

        /// <summary>
        /// 簡單工廠模式：土豆肉絲
        /// </summary>
        public class PotatosWithShreddedPork : Food
        {
            public override void Print()
            {
                Console.WriteLine("一份土豆肉絲。");
            }
        }

        /// <summary>
        /// 簡單工廠模式：自己做飯的情況
        /// 沒有簡單工廠，自個兒想吃什么菜只能自己炒。
        /// </summary>
        public class Oneself
        {
            /// <summary>
            /// 燒菜方法
            /// </summary>
            /// <param name="dishName">菜名</param>
            /// <returns></returns>
            public Food Cook(string dishName)
            {
                Food food = null;
                if (dishName.Equals("西紅柿炒蛋"))
                {
                    food = new TomatoesWithEggs();
                }
                else if (dishName.Equals("土豆肉絲"))
                {
                    food = new PotatosWithShreddedPork();
                }
                return food;
            }
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            #region 簡單工廠模式：自己做飯的情況
            Oneself oneself = new Oneself();
            var food = oneself.Cook("西紅柿炒蛋");
            food.Print();
            Console.Read();
            #endregion
        }
    }

    運行結果如下：

    2.2、外出就餐的情況

    有了餐館（也就是簡單工廠）之后，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

間接的，這樣就實現了面向對象的另一個原則——降低對象之間的耦合度。

    class Program
    {
        /// <summary>
        /// 簡單工廠模式：菜抽象類
        /// </summary>
        public abstract class Food
        {
            //輸出點了什么菜
            public abstract void Print();
        }

        /// <summary>
        /// 簡單工廠模式：西紅柿炒雞蛋
        /// </summary>
        public class TomatoesWithEggs : Food
        {
            public override void Print()
            {
                Console.WriteLine("一份西紅柿炒蛋。");
            }
        }

        /// <summary>
        /// 簡單工廠模式：土豆肉絲
        /// </summary>
        public class PotatosWithShreddedPork : Food
        {
            public override void Print()
            {
                Console.WriteLine("一份土豆肉絲。");
            }
        }

        /// <summary>
        /// 簡單工廠模式：簡單工廠類，負責燒菜。
        /// </summary>
        public static class FoodSimpleFactory
        {
            public static Food CreateFood(string dishName)
            {
                Food food = null;
                if (dishName.Equals("土豆肉絲"))
                {
                    food = new PotatosWithShreddedPork();
                }
                else if (dishName.Equals("西紅柿炒蛋"))
                {
                    food = new TomatoesWithEggs();
                }
                return food;
            }
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            #region 簡單工廠模式：外出就餐的情況
            //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)。

            //客戶點一份西紅柿炒蛋        
            Food food1 = FoodSimpleFactory.CreateFood("西紅柿炒蛋");
            food1.Print();

            //客戶點一份土豆肉絲
            Food food2 = FoodSimpleFactory.CreateFood("土豆肉絲");
            food2.Print();

            Console.Read();
            #endregion
        }
    }

    運行結果如下：

    簡單工廠模式在很多時候可以叫做靜態工廠模式（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道菜）。

    三、優點與缺點

    看完簡單工廠模式的實現之后，很多人肯定會有這樣的疑惑--我們只是把變化的代碼移到了工廠類中罷了，好像沒有其它的變化了。如果客戶想吃其它

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：大家想的很對，每種

設計模式只會解決一種問題，它們有自己的使用場景，沒有一種模式可以解決所有問題，這個就是簡單工廠模式的缺點所在（這個缺點后面介紹的工廠方

法模式可以很好地解決）。

    3.1、簡單工廠模式的優點

    1）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。

    2）簡單工廠模式實現了對責任的分割，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，然后有了簡單工廠之后，去餐館吃飯的所有人都不用那么麻煩了，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。

    3.2、簡單工廠模式的缺點

    1）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）。

    2）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。

    3.3、簡單工廠的使用場景

    1）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。

    2）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。 

    四、.NET中簡單工廠模式的實現

    .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。

    .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么辦）？在GetEncoding方法里的switch函數有如下代碼：

    switch (codepage)
    {
        .......
        default:
            unicode = GetEncodingCodePage(codepage);
            if (unicode == null)
            {
                unicode = GetEncodingRare(codepage); //當編碼很少見時
            }
            break;
        ......
    }

    在GetEncodingRare方法里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。

    五、總結

    說起簡單工廠，其實是一個很容易的工廠，可能很多人可能有意或者無意的使用過模式。模式不要太關注實現細節，要關注模式得出的原因及分析問題的

方法。我們一定要好好的記住面向對象的設計原則，然后好好的體會模式之美，理解就會更多一些。