设计模式（一）—— 简单工厂

模式简介

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简单工厂模式属于创建型模式，又叫做静态工厂方法(Static Factory Method)模式，但不属于23种GOF设计模式之一。简单工厂模式是一个工厂对象决定创建出哪一种产品类的实例。简单工厂模式是工厂模式家族中最简单实用的模式，可以理解为是不同工厂模式的一个特殊实现。

结构分析

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UML类图

角色说明

• AbstractProduct

抽象产品。简单工厂模式所创建的所有对象的父类，它负责描述所有实例所共有的公共接口。

• ConcreteProduct

具体产品。简单工厂模式的创建目标，所有创建的对象都是充当这个角色的某个具体实例。

• Factory

工厂。简单工厂模式的核心，负责实现创建所有实例的内部逻辑，工厂类的创建产品类可以被外界直接调用，创建所需的产品对象。

示例分析

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假设我们要开发一款支持多种图表的工具包，能够从中获取折线图(Line Chart)、柱状图(Bar Chart)、饼状图(Pie Chart)等，下面我们使用简单工厂模式来实现该功能。

创建图表抽象类Chart，包含抽象方法Draw

 public abstract class Chart
 {
    public abstract void Draw();
 }

创建具体图表类LineChart、BarChart、PieChart

public class LineChart : Chart
{
    public override void Draw()
    {
        string lineChart = "|                        
";
        lineChart += "|                       -     
";
        lineChart += "|                       -     
";
        lineChart += "|                    --       
";
        lineChart += "|                --           
";
        lineChart += "|            ---              
";
        lineChart += "|      ---                    
";
        lineChart += "|   -                         
";
        lineChart += "|______________________________";
        Console.WriteLine(lineChart);
    }
}

public class BarChart : Chart
{
    public override void Draw()
    {
        string barChart = "|                             
";
        barChart += "|             __                    
";
        barChart += "|            |  |             __    
";
        barChart += "|     __     |  |            |  |   
";
        barChart += "|    |  |    |  |     __     |  |   
";
        barChart += "|    |  |    |  |    |  |    |  |   
";
        barChart += "|    |  |    |  |    |  |    |  |   
";
        barChart += "|____|__|____|__|____|__|____|__|_____";
        Console.WriteLine(barChart);
    }
}

public class PieChart : Chart
{
    public override void Draw()
    {
        string lineChart = "|                         
";
        lineChart += "|          ------------         
";
        lineChart += "|         |***@@@@@@@@@|        
";
        lineChart += "|        |*****@@@@@@@@@|       
";
        lineChart += "|       |*******@@@@@@@@@|      
";
        lineChart += "|      |*********@@@@@@@@@|     
";
        lineChart += "|       |********$$$$$$$$|      
";
        lineChart += "|        |******$$$$$$$$|       
";
        lineChart += "|         |****$$$$$$$$|        
";
        lineChart += "|          ------------         
";
        lineChart += "|______________________________";
        Console.WriteLine(lineChart);
    }
}

最后创建Chart工厂类

public class ChartFactory
{
    public Chart CreateChart(string type)
    {
        Chart chart;

        switch (type)
        {
            case "L":
                chart = new LineChart();
                break;
            case "B":
                chart = new BarChart();
                break;
            case "P":
                chart = new PieChart();
                break;
            default:
                throw new KeyNotFoundException();
        }

        return chart;

    }
}

当然，这里也可以利用静态方法创建一个工厂，因为在使用时我们不必再创建工厂对象，直接调用静态方法来实例化对象。但这也有缺点，即不能通过继承来改变创建方法的行为。

客户端调用

static void Main(string[] args)
{
    ChartFactory factory = new ChartFactory();
    var chart = factory.CreateChart("B");
    chart.Draw();
    Console.ReadLine();
}

运行结果：

优缺点

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优点：

• 客户端不必关心对象如何创建以及如何组织，由工厂类决定应该创建哪个具体类的对象。
• 明确区分了各自的职责和权力，有利于整个软件体系结构的优化。

缺点：

• 工厂类集中了所有实例的创建逻辑，当产品不断增加，工厂类根据不同条件创建不同实例时，容易出现混乱，不利于系统的维护和扩展。
• 如果增加新的产品，工厂类也需要做出相应的修改，违反了开放封闭原则

适用场景

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• 工厂类负责创建的对象较少

• 客户端只知道传入工厂的参数，对于如何创建对象(逻辑)不关心