三.创建型设计模式——Simple Factory Pattern(简单工厂模式)
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定义
专门定义一个类来负责创建其他类的实例，被创建的实例通常都具有共同的父类。简单工厂(Simple Factory)模式又称为静态工厂方法(Static Factory Method)模式，属于类的创建型模式，通常它根据变量的不同返回不同的类的实例。UML类图如下：
简单工厂模式的实质是由一个工厂类根据传入的参量，动态决定应该创建出哪一个产品类的实例。简单工厂模式实际上不属于23个GoF模式，但它可以作为GoF的工厂方法模式(Factory Method)的一个引导。从上图可以看出，简单工厂模式涉及到工厂角色、抽象产品角色和具体产品角色三个参与者。
(1) 工厂(Creator)角色：是简单工厂模式的核心，它负责实现创建所有实例的内部逻辑。工厂类可以被外界直接调用，创建所需的产品对象。
(2) 抽象产品(Product)角色：是简单工厂模式所创建的所以对象的父类，它负责描述所有实例所共有的公共的接口。
(3) 具体产品(Concrete Product)角色：是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类的实例。
典型应用的顺序图如下，单个工厂负责创建不同的产品。
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实例1——电子付款系统
在电子付款系统中，会存在很多种电子交易方式，包括虚拟支票、信用卡、有线传送等。
代码
//抽象电子付款类
abstract class EFT
{
public abstract void process();
}
//具体子类，虚拟支票
class VirtualCheck : EFT
{
public override void process()
{
Console.WriteLine("虚拟支票处理中");
}
}
//具体子类，万事达卡
class MasterCard : EFT
{
public override void process()
{
Console.WriteLine("万事达卡处理中");
}
}
//简单工厂类
class EFTFactory
{
public EFT createEFT(string type)
{
switch (type.ToLower())
{
case "virtualcheck":
return new VirtualCheck();
case "mastercard":
return new MasterCard();
default:
return null;
}
}
}
//客户应用测试
class Client
{
[STAThread]
static void Main(string[] args)
{
EFT eft;
EFTFactory eftFactory = new EFTFactory();
eft = eftFactory.createEFT("VirtualCheck");
eft.process();
eft = eftFactory.createEFT("MasterCard");
eft.process();
Console.Read();
}
}
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实例2——学校登陆系统
系统允许多个级别的用户登陆系统，通过登录名及口令来区分不同的用户级别。学校负责人及教师派生出学校用户类SchoolUser，一个实例工厂SimpleFactory提供一个方法，用于根据登录名/口令来生成不同级别的类的实例。
代码
//基类
public class SchoolUser
{
public string FName;
public string LName;
public string UserType;
public void Show()
{
Console.WriteLine("First Name：" + FName + "\n");
Console.WriteLine("Last Name：" + LName + "\n");
Console.WriteLine("User Type：" + UserType + "\n");
}
}
//派生类，学校负责人
public class SchoolPrincipal : SchoolUser
{
public SchoolPrincipal()
{
FName = "David";
LName = "Smith";
UserType = "Principal";
}
}
//派生类，学校老师
public class SchoolTeacher : SchoolUser
{
public SchoolTeacher()
{
FName = "Patrecia";
LName = "Terry";
UserType = "Teacher";
}
}
//简单工厂类
public class SimpleFactory
{
public SchoolUser GetSchoolUser(string user, string password)
{
if (user == "Principal" && password == "Principal")
return new SchoolPrincipal();
else if (user == "Teacher" && password == "Teacher")
return new SchoolTeacher();
return null;
}
}
//客户应用测试
class Client
{
[STAThread]
static void Main(string[] args)
{
SimpleFactory sf = new SimpleFactory();
SchoolUser su;
su = sf.GetSchoolUser("Principal", "Principal");
Console.WriteLine("-------------------校长登陆-------------------");
su.Show();
su = sf.GetSchoolUser("Teacher", "Teacher");
Console.WriteLine("-------------------教师登陆-------------------");
su.Show();
Console.Read();
}
}
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实例3——手机简单工厂
手机简单工厂可以直接返回两种不同的手机，它可以生成MOTOROLA手机，也可以生成Nokia手机。
代码
//接口
public interface iMobile
{
void Call();
}
//具体产品
public class Nokia : iMobile
{
public void Call()
{
Console.WriteLine("一部Nokia手机生成了");
}
}
//具体产品
public class MOTOROLA : iMobile
{
public void Call()
{
Console.WriteLine("一部MOTOROLA手机生成了");
}
}
//简单工厂类MobileFactory通过传入参数来确定返回哪种手机的相关信息
public class MobileFactory
{
public iMobile GetMobile(string title)
{
if (title.ToLower() == "nokia")
return new Nokia();
else if (title.ToLower() == "motorola")
return new MOTOROLA();
return null;
}
}
//客户应用测试
class Client
{
[STAThread]
static void Main(string[] args)
{
MobileFactory mf = new MobileFactory();
iMobile m;
m = mf.GetMobile("Nokia");
m.Call();
m = mf.GetMobile("MOTOROLA");
m.Call();
Console.Read();
}
}
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优势和缺陷
在简单工厂模式中，工厂类是整个模式的关键所在。它包含必要的判断逻辑，能够根据外界给定的信息，决定究竟应该创建哪个具体类的对象。通过使用工厂类，外界可以从直接创建具体产品对象的尴尬局面中摆脱出来，仅仅需要负责“消费”对象就可以了，而不必管这些对象究竟是如何创建以及如何组织的。这样就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。
不过，凡事有利就有弊，简单工厂模式的缺点也正体现在其工厂类上。由于工厂类集中了所有实例的创建逻辑，很容易违反GRASPR的高内聚的责任分配原则。将全部创建逻辑都集中到一个工厂类还有另外一个缺点，那就是当系统中的具体产品类不断增多时，可能会出现要求工厂类根据不同条件创建不同实例的需求。这种对条件的判断和对具体产品类的判断交错在一起，很难避免模块功能的蔓延，对系统的扩展和维护也非常不利。
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应用情景
下列情况适于应用简单工厂模式：
1. 工厂类负责创建的对象比较少。
2. 客户只知道传入工厂类的参数，对于如何创建对象(逻辑)不关心。
由于简单工厂很容易违反GRASP的高内聚责任分配原则，因此一般只在很简单的情况下应用。
