C#設計模式(2)——簡單工廠模式

　　這個系列也是自己對設計模式的一些學習筆記,希望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,在這個專題中繼續為大家介紹一個比較容易了解的模式——簡單工廠模式。

　　說到簡單工廠，自然的第一個疑問當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産産品的,同樣在設計模式中,簡單工廠模式我們也可以了解為負責生産對象的一個類, 我們平常程式設計中，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，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（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，自然也就要找到改變的代碼，然後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作方式了。下面通過一個現實生活中的例子來引出簡單工廠模式。

　　在外面打工的人，免不了要經常在外面吃飯，當然我們也可以自己在家做飯吃，但是自己做飯吃麻煩，因為又要自己買菜，然而，出去吃飯就完全沒有這些麻煩的，我們隻需要到餐館點菜就可以了，買菜的事情就交給餐館做就可以了，這裡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。

自己做飯的情況：

<code> </code><code>/// 自己做飯的情況</code>

<code> </code><code>/// 沒有簡單工廠之前，客戶想吃什麼菜隻能自己炒的</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>// 客戶A說：我想吃蕃茄炒蛋怎麼辦？</code>

<code> </code><code>// 客戶B說：那你就自己燒啊</code>

<code> </code><code>// 客戶A說：好吧，那就自己做吧</code>

<code> </code><code>if</code> <code>(type.Equals(</code><code>"蕃茄炒蛋"</code><code>))</code>

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

<code> </code><code>// 我又想吃洋芋肉絲, 這個還是得自己做</code>

<code> </code><code>// 我覺得自己做好累哦，如果能有人幫我做就好了？</code>

<code> </code><code>else</code> <code>if</code> <code>(type.Equals(</code><code>"洋芋肉絲"</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>// 做蕃茄炒蛋</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>// 輸出點了什麼菜</code>

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

<code> </code><code>/// 蕃茄炒雞蛋這道菜</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>"一份蕃茄炒蛋！"</code><code>);</code>

<code> </code><code>/// 洋芋肉絲這道菜</code>

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

<code> </code><code>Console.WriteLine(</code><code>"一份洋芋肉絲"</code><code>);</code>

自己做飯，如果我們想吃别的菜時，此時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）之後，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的間接的，這樣就是實作了面向對象的另一個原則——降低對象之間的耦合度，下面就具體看看有了餐館之後的實作代碼（即簡單工廠的實作）：

<code> </code><code>/// 顧客充當用戶端，負責調用簡單工廠來生産對象</code>

<code> </code><code>/// 即客戶點菜，廚師（相當于簡單工廠）負責燒菜(生産的對象)</code>

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

<code> </code><code>// 客戶想點一個蕃茄炒蛋 </code>

<code> </code><code>Food food1 = FoodSimpleFactory.CreateFood(</code><code>"蕃茄炒蛋"</code><code>);</code>

<code> </code><code>// 客戶想點一個洋芋肉絲</code>

<code> </code><code>Food food2 = FoodSimpleFactory.CreateFood(</code><code>"洋芋肉絲"</code><code>);</code>

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

<code> </code><code>/// 簡單工廠類, 負責炒菜</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>"洋芋肉絲"</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>"蕃茄炒蛋"</code><code>))</code>

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

　　看完簡單工廠模式的實作之後，你和你的小夥伴們肯定會有這樣的疑惑（因為我學習的時候也有）——這樣我們隻是把變化移到了工廠類中罷了，好像沒有變化的問題，因為如果客戶想吃其他菜時，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：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可以很好地解決），然而，簡單工廠模式與之前的實作也有它的優點：

簡單工廠模式解決了用戶端直接依賴于具體對象的問題，用戶端可以消除直接建立對象的責任，而僅僅是消費産品。簡單工廠模式實作了對責任的分割。

簡單工廠模式也起到了代碼複用的作用，因為之前的實作（自己做飯的情況）中，換了一個人同樣要去在自己的類中實作做菜的方法，然後有了簡單工廠之後，去餐館吃飯的所有人都不用那麼麻煩了，隻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。（同時這點也是簡單工廠方法的缺點——因為工廠類集中了所有産品建立邏輯，一旦不能正常工作，整個系統都會受到影響，也沒什麼不好了解的，就如事物都有兩面性一樣道理）

雖然上面已經介紹了簡單工廠模式的缺點，下面還是總結下簡單工廠模式的缺點：

工廠類集中了所有産品建立邏輯，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）

系統擴充困難，一旦添加新産品就不得不修改工廠邏輯，這樣就會造成工廠邏輯過于複雜。

了解了簡單工廠模式之後的優缺點之後，我們之後就可以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可以考慮使用簡單工廠模式（）

客戶如果隻知道傳入工廠類的參數，對于如何建立對象的邏輯不關心時可以考慮使用簡單工廠模式

簡單工廠模式又叫靜态方法模式（因為工廠類都定義了一個靜态方法），由一個工廠類根據傳入的參數決定建立出哪一種産品類的執行個體（通俗點表達：通過客戶下的訂單來負責燒那種菜）。簡單工廠模式的UML圖如下：

<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圖為：

Encoding類中實作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産品角色扮演，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麼辦）？在GetEncoding方法裡的switch函數有如下代碼：

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

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

<code> </code><code>unicode = GetEncodingRare(codepage); </code><code>//當編碼很少見時</code>

在GetEncodingRare方法裡有一些不常用編碼的執行個體化代碼，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），微軟之是以以這樣的方式來解決這個問題，可能是由于現在編碼已經穩定了，添加新編碼的可能性比較低，是以在.NET 4.5仍然未改動這部分代碼。

到這裡，簡單工廠模式的介紹都到這裡了，後面将介紹工廠方法模式來解決簡單工廠模式中存在的問題。

本文轉自LearningHard 51CTO部落格，原文連結：http://blog.51cto.com/learninghard/1289553，如需轉載請自行聯系原作者

C#設計模式(2)——簡單工廠模式

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