簡單工廠模式的介紹
說到簡單工廠，自然的第一個(gè)疑問當(dāng)然就是什么是簡單工廠模式了？ 在現(xiàn)實(shí)生活中工廠是負(fù)責(zé)生產(chǎn)產(chǎn)品的,同樣在設(shè)計(jì)模式中,簡單工廠模式我們也可以理解為負(fù)責(zé)生產(chǎn)對(duì)象的一個(gè)類, 我們平常編程中，當(dāng)使用"new"關(guān)鍵字創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象時(shí)，此時(shí)該類就依賴與這個(gè)對(duì)象，也就是他們之間的耦合度高，當(dāng)需求變化時(shí)，我們就不得不去修改此類的源碼，此時(shí)我們可以運(yùn)用面向?qū)ο螅∣O）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，然后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(shí)現(xiàn)方式了。下面通過一個(gè)現(xiàn)實(shí)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(jīng)常在外面吃飯，當(dāng)然我們也可以自己在家做飯吃，但是自己做飯吃麻煩，因?yàn)橛忠约嘿I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(diǎn)菜就可以了，買菜的事情就交給餐館做就可以了，這里餐館就充當(dāng)簡單工廠的角色，下面讓我們看看現(xiàn)實(shí)生活中的例子用代碼是怎樣來表現(xiàn)的。
例子
自己做飯的情況：
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/// <summary> /// 自己做飯的情況 /// 沒有簡單工廠之前，客戶想吃什么菜只能自己炒的 /// </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么辦？ // 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(gè)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(diǎn)了什么菜 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(shí)，此時(shí)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）之后，我們就可以把這些操作交給餐館去做，此時(shí)消費(fèi)者（也就是我們）對(duì)菜（也就是具體對(duì)象）的依賴關(guān)系從直接變成的間接的，這樣就是實(shí)現(xiàn)了面向?qū)ο蟮牧硪粋€(gè)原則——降低對(duì)象之間的耦合度，下面就具體看看有了餐館之后的實(shí)現(xiàn)代碼（即簡單工廠的實(shí)現(xiàn)）：
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/// <summary> /// 顧客充當(dāng)客戶端，負(fù)責(zé)調(diào)用簡單工廠來生產(chǎn)對(duì)象 /// 即客戶點(diǎn)菜，廚師（相當(dāng)于簡單工廠）負(fù)責(zé)燒菜(生產(chǎn)的對(duì)象) /// </summary> class Customer { static void Main(string[] args) { // 客戶想點(diǎn)一個(gè)西紅柿炒蛋 Food food1 = FoodSimpleFactory.CreateFood("西紅柿炒蛋"); food1.Print(); // 客戶想點(diǎn)一個(gè)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(diǎn)了什么菜 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(fù)責(zé) 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，這里還有一個(gè)反射實(shí)現(xiàn)簡單工廠模式的例子：
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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(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)
看完簡單工廠模式的實(shí)現(xiàn)之后，你和你的小伙伴們肯定會(huì)有這樣的疑惑（因?yàn)槲覍W(xué)習(xí)的時(shí)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?yàn)槿绻蛻粝氤云渌藭r(shí)，此時(shí)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(yīng)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(duì)，這個(gè)就是簡單工廠模式的缺點(diǎn)所在（這個(gè)缺點(diǎn)后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(shí)現(xiàn)也有它的優(yōu)點(diǎn)：
簡單工廠模式解決了客戶端直接依賴于具體對(duì)象的問題，客戶端可以消除直接創(chuàng)建對(duì)象的責(zé)任，而僅僅是消費(fèi)產(chǎn)品。簡單工廠模式實(shí)現(xiàn)了對(duì)責(zé)任的分割。
簡單工廠模式也起到了代碼復(fù)用的作用，因?yàn)橹暗膶?shí)現(xiàn)（自己做飯的情況）中，換了一個(gè)人同樣要去在自己的類中實(shí)現(xiàn)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(fù)責(zé)消費(fèi)就可以了。此時(shí)簡單工廠的燒菜方法就讓所有客戶共用了。（同時(shí)這點(diǎn)也是簡單工廠方法的缺點(diǎn)——因?yàn)楣S類集中了所有產(chǎn)品創(chuàng)建邏輯，一旦不能正常工作，整個(gè)系統(tǒng)都會(huì)受到影響，也沒什么不好理解的，就如事物都有兩面性一樣道理）
雖然上面已經(jīng)介紹了簡單工廠模式的缺點(diǎn)，下面還是總結(jié)下簡單工廠模式的缺點(diǎn)：
工廠類集中了所有產(chǎn)品創(chuàng)建邏輯，一旦不能正常工作，整個(gè)系統(tǒng)都會(huì)受到影響（通俗地意思就是：一旦餐館沒飯或者關(guān)門了，很多不愿意做飯的人就沒飯吃了）
系統(tǒng)擴(kuò)展困難，一旦添加新產(chǎn)品就不得不修改工廠邏輯，這樣就會(huì)造成工廠邏輯過于復(fù)雜。
了解了簡單工廠模式之后的優(yōu)缺點(diǎn)之后，我們之后就可以知道簡單工廠的應(yīng)用場景了：
當(dāng)工廠類負(fù)責(zé)創(chuàng)建的對(duì)象比較少時(shí)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(shù)，對(duì)于如何創(chuàng)建對(duì)象的邏輯不關(guān)心時(shí)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(tài)方法模式（因?yàn)楣S類都定義了一個(gè)靜態(tài)方法），由一個(gè)工廠類根據(jù)傳入的參數(shù)決定創(chuàng)建出哪一種產(chǎn)品類的實(shí)例（通俗點(diǎn)表達(dá)：通過客戶下的訂單來負(fù)責(zé)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(shí)現(xiàn)
介紹完了簡單工廠模式之后，我學(xué)習(xí)的時(shí)候就像：.NET類庫中是否有實(shí)現(xiàn)了簡單工廠模式的類呢？后面確實(shí)有，.NET中System.Text.Encoding類就實(shí)現(xiàn)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(jìn)行查看，下面我也貼出該方法中部分代碼：
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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(shí)現(xiàn)的簡單工廠模式是簡單工廠模式的一種演變，此時(shí)簡單工廠類由抽象產(chǎn)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(shù)有如下代碼：
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switch (codepage) { ....... default: unicode = GetEncodingCodePage(codepage); if (unicode == null) { unicode = GetEncodingRare(codepage); //當(dāng)編碼很少見時(shí) } break; ...... } |
在GetEncodingRare方法里有一些不常用編碼的實(shí)例化代碼，微軟正式通過這個(gè)方法來解決新增加一種編碼的問題。（其實(shí)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(gè)問題，可能是由于現(xiàn)在編碼已經(jīng)穩(wěn)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(dòng)這部分代碼。
