# C#設計模式(2)——簡單工廠模式 ## 一、引言 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理解的模式——簡單工廠模式。 ## 二、簡單工廠模式的介紹 說到簡單工廠，自然的第一個疑問當然就是什么是簡單工廠模式了？ 在現實生活中工廠是負責生產產品的,同樣在設計模式中,簡單工廠模式我們也可以理解為負責**生產對象的一個類,** 我們平常編程中，當使用"new"關鍵字創建一個對象時，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。 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，我們只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，這里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： ``` /// <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"); food2.Print(); Console.Read(); } } /// <summary> /// 菜抽象類 /// </summary> public abstract class Food { // 輸出點了什么菜 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，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的間接的，這樣就是實現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后的實現代碼（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（相當于簡單工廠）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; } } ``` ## 三、優點與缺點 看完簡單工廠模式的實現之后，你和你的小伙伴們肯定會有這樣的疑惑（因為我學習的時候也有）——這樣我們只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：你和你的小伙伴很對，**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可以很好地解決），然而，簡單工廠模式與之前的實現也有它的優點： * 簡單工廠模式解決了客戶端直接依賴于具體對象的問題，客戶端可以消除直接創建對象的責任，而僅僅是消費產品。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。（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產品創建邏輯，一旦不能正常工作，整個系統都會受到影響，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，很多不愿意做飯的人就沒飯吃了） * 系統擴展困難，一旦添加新產品就不得不修改工廠邏輯，這樣就會造成工廠邏輯過于復雜。 了解了簡單工廠模式之后的優缺點之后，我們之后就可以知道簡單工廠的應用場景了： * 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（） * 客戶如果只知道傳入工廠類的參數，對于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、簡單工廠模式UML圖 簡單工廠模式又叫靜態方法模式（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種菜）。簡單工廠模式的UML圖如下：  ## 五、.NET中簡單工廠模式的實現 介紹完了簡單工廠模式之后，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？后面確實有，.NET中[System.Text.Encoding](http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.text.encoding.aspx)類就實現了簡單工廠模式，該類中的**[GetEncoding](http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/wzsz3bk3.aspx)(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，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; } } ``` View Code .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，可能是由于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。 ## 六、總結 到這里，簡單工廠模式的介紹都到這里了，后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。 本專題中的全部源碼：[簡單工廠模式源碼](http://files.cnblogs.com/zhili/%E7%AE%80%E5%8D%95%E5%B7%A5%E5%8E%82%E6%A8%A1%E5%BC%8F.rar)