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C#设计模式学习笔记:简单工厂模式(工厂方法模式前奏篇)
本笔记摘抄自:https://www.cnblogs.com/PatrickLiu/p/7551373.html,记录一下学习过程以备后续查用。
一、引言
简单工厂模式并不属于GoF23里面的设计模式,其实它属于一个过渡的模式,这个模式是为了引出下一篇要讲的模式:工厂模式。
二、简单工厂模式的介绍
无论是简单工厂还是复杂工厂,首先它们都是工厂,工厂是干什么的呢? 在现实生活中的工厂是负责生产产品的。比如我们要吃饼干不用自己做,去超
市买就好了,因为有工厂已经把饼干生产好了。生产是工厂的任务,买来吃是我们自己的事,两者互不干涉,挺好。
那么在面向对象的软件设计中提到的工厂是什么意思呢?既然也叫工厂,那肯定也是生产产品的,只不过这个产品是一个对象的实例。在软件设计中,
工厂的概念就是指可以生产某个类型对象实例的一个类型。
有了工厂,如果我们要使用某个类型的实例,就直接告诉工厂就行了,它会提供给我们想要的实例对象。而具体工厂是怎么生产的不用我们管,这样我
们也省事了,这就是解耦。在平常编程中,当使用”new”关键字创建一个对象时,该类就依赖于这个对象,因此它们之间的耦合度比较高。当需求变化时,
我们就不得不去修改此类的源码。此时我们可以运用面向对象(OOP)很重要的原则去解决这一类的问题,就是封装变化点。既然要封装改变点,自然也
就要找到变化的代码,然后把变化的代码用类来封装,这样的一种思路也就是我们简单工厂模式的实现方式了。
下面通过一个现实生活中的例子来引出简单工厂模式:
生活中,假如自己在家做饭吃,除了要买菜、洗菜、烧菜外,还有烦人的洗碗、刷锅等。而假如我们去外面吃饭的话,就完全没有上述这些麻烦,只需
要到餐馆点菜付款就可以了,其它的事全部由餐馆搞定,此时餐馆就充当简单工厂的角色。
下面让我们看看现实生活中的例子用代码是怎样来表现的?
2.1、自己做饭的情况
运行结果如下:
2.2、外出就餐的情况
有了餐馆(也就是简单工厂)之后,我们就可以把这些操作交给餐馆去做,此时消费者(也就是我们)对菜(也就是具体对象)的依赖关系从直接变成
间接的,这样就实现了面向对象的另一个原则——降低对象之间的耦合度。
运行结果如下:
简单工厂模式在很多时候可以叫做静态工厂模式(因为工厂类都定义了一个静态方法),由一个工厂类根据传入的参数决定创建出哪一种产品类的实例
(通俗点表达:通过客户下的订单来负责烧那道菜)。
三、优点与缺点
看完简单工厂模式的实现之后,很多人肯定会有这样的疑惑--我们只是把变化的代码移到了工厂类中罢了,好像没有其它的变化了。如果客户想吃其它
菜时,此时我们还是需要修改工厂类中的方法,也就是多加case语句(没应用简单工厂模式之前,修改的是客户类)。我首先要说:大家想的很对,每种
设计模式只会解决一种问题,它们有自己的使用场景,没有一种模式可以解决所有问题,这个就是简单工厂模式的缺点所在(这个缺点后面介绍的工厂方
法模式可以很好地解决)。
3.1、简单工厂模式的优点
1)简单工厂模式解决了客户端直接依赖于具体对象的问题。客户端可以消除直接创建对象的责任,而仅仅是消费产品。
2)简单工厂模式实现了对责任的分割,也起到了代码复用的作用,因为之前的实现(自己做饭的情况)中,换了一个人同样要去在自己的类中实现做
菜的方法,然后有了简单工厂之后,去餐馆吃饭的所有人都不用那么麻烦了,只需要负责消费就可以了,此时简单工厂的烧菜方法就让所有客户共用了。
3.2、简单工厂模式的缺点
1)工厂类集中了所有产品创建逻辑,一旦不能正常工作,整个系统都会受到影响(通俗地意思就是:一旦餐馆没饭或者关门了,很多不愿意做饭的人就
没饭吃了)。
2)系统扩展困难,一旦添加新产品就不得不修改工厂逻辑,这样就会造成工厂逻辑过于复杂。
3.3、简单工厂的使用场景
1)当工厂类负责创建的对象比较少时可以考虑使用简单工厂模式。
2)客户如果只知道传入工厂类的参数,对于如何创建对象的逻辑不关心时可以考虑使用简单工厂模式。
四、.NET中简单工厂模式的实现
.NET中System.Text.Encoding类就实现了简单工厂模式,该类中的GetEncoding(int codepage)就是工厂方法,具体的代码可以通过Reflector反编译工具
进行查看。
.NET中Encoding的UML图为:
Encoding类中实现的简单工厂模式是简单工厂模式的一种演变,此时简单工厂类由抽象产品角色扮演,然而.NET中Encoding类是如何解决简单工厂模式
中存在的问题的呢(即如果新添加一种编码怎么办)?在GetEncoding方法里的switch函数有如下代码:
switch (codepage) { ....... default: unicode = GetEncodingCodePage(codepage); if (unicode == null) { unicode = GetEncodingRare(codepage); //当编码很少见时 } break; ...... }
在GetEncodingRare方法里有一些不常用编码的实例化代码,微软正式通过这个方法来解决新增加一种编码的问题。(其实也就是列出所有可能的编码情
况),微软之所以以这样的方式来解决这个问题,可能是由于现在编码已经稳定了,添加新编码的可能性比较低,所以在.NET 4.5仍然未改动这部分代码。
五、总结
说起简单工厂,其实是一个很容易的工厂,可能很多人可能有意或者无意的使用过模式。模式不要太关注实现细节,要关注模式得出的原因及分析问题的
方法。我们一定要好好的记住面向对象的设计原则,然后好好的体会模式之美,理解就会更多一些。