C#设计模式（4）－Simple Factory Pattern

工厂模式专门负责将大量有共同接口的类实例化。工厂模式可以动态决定将哪一个类实例化，不必事先知道每次要实例化哪一个类。工厂模式有以下几种形态：

• 简单工厂（Simple Factory）模式
• 工厂方法（Factory Method）模式
• 抽象工厂（Abstract Factory）模式

 

一、 简单工厂（Simple Factory）模式

Simple Factory模式根据提供给它的数据，返回几个可能类中的一个类的实例。通常它返回的类都有一个公共的父类和公共的方法。

Simple Factory模式实际上不是GoF 23个设计模式中的一员。

二、 Simple Factory模式角色与结构：

工厂类角色Creator (LightSimpleFactory)：工厂类在客户端的直接控制下（Create方法）创建产品对象。

抽象产品角色Product (Light)：定义简单工厂创建的对象的父类或它们共同拥有的接口。可以是一个类、抽象类或接口。

具体产品角色ConcreteProduct (BulbLight, TubeLight)：定义工厂具体加工出的对象。

三、 程序举例：

using System;

public abstract class Light
{
   public abstract void TurnOn();
   public abstract void TurnOff();
}

public class BulbLight : Light
{
   public override void TurnOn()
   {
      Console.WriteLine("Bulb Light is Turned on");
   }

   public override void TurnOff()
   {
      Console.WriteLine("Bulb Light is Turned off");
   }
}

public class TubeLight : Light
{
   public override void TurnOn()
   {
      Console.WriteLine("Tube Light is Turned on");
   }

   public override void TurnOff()
   {
      Console.WriteLine("Tube Light is Turned off");
   }
}

public class LightSimpleFactory
{
   public Light Create(string LightType)
   {
      if(LightType == "Bulb")
         return new BulbLight();
      else if(LightType == "Tube")
         return new TubeLight();
      else
         return null;
   }
}

public class Client
{
   public static void Main()
   {
      LightSimpleFactory lsf = new LightSimpleFactory();

      Light l = lsf.Create("Bulb");
      l.TurnOn();
      l.TurnOff();

      Console.WriteLine("-----------------");

      l = lsf.Create("Tube");
      l.TurnOn();
      l.TurnOff();
   }
}

四、 Simple Factory模式演化

Simple Factory模式演化（一）

除了上面的用法外，在有些情况下Simple Factory可以由抽象产品角色扮演，一个抽象产品类同时是子类的工厂。

程序举例：

using System;

public class Light
{
   public virtual void TurnOn()
   {
   }

   public virtual void TurnOff()
   {
   }

   public static Light Create(string LightType)
   {
      if(LightType == "Bulb")
         return new BulbLight();
      else if(LightType == "Tube")
         return new TubeLight();
      else
         return null;
   }
}

public class BulbLight : Light
{
   public override void TurnOn()
   {
      Console.WriteLine("Bulb Light is Turned on");
   }

   public override void TurnOff()
   {
      Console.WriteLine("Bulb Light is Turned off");
   }
}

public class TubeLight : Light
{
   public override void TurnOn()
   {
      Console.WriteLine("Tube Light is Turned on");
   }

   public override void TurnOff()
   {
      Console.WriteLine("Tube Light is Turned off");
   }
}

public class Client
{
   public static void Main()
   {
      Light l = Light.Create("Bulb");
      l.TurnOn();
      l.TurnOff();

      Console.WriteLine("-----------------");

      l = Light.Create("Tube");
      l.TurnOn();
      l.TurnOff();
   }
}

Simple Factory模式演化（二）

三个角色全部合并：

 

与单件模式（Singleton）相近，但是有区别。

五、 优点与缺点：

优点：
工厂类含有必要的判断逻辑，可以决定在什么时候创建哪一个产品类的实例，客户端可以免除直接创建产品对象的责任，而仅仅"消费"产品。简单工厂模式通过这种做法实现了对责任的分割。

缺点：
当产品有复杂的多层等级结构时，工厂类只有自己，以不变应万变，就是模式的缺点。因为工厂类集中了所有产品创建逻辑，一旦不能正常工作，整个系统都要受到影响。

同时，系统扩展困难，一旦添加新产品就不得不修改工厂逻辑，有可能造成工厂逻辑过于复杂。

另外，简单工厂模式通常使用静态工厂方法，这使得无法由子类继承，造成工厂角色无法形成基于继承的等级结构。

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参考文献：
阎宏，《Java与模式》，电子工业出版社
[美]James W. Cooper，《C#设计模式》，电子工业出版社
[美]Alan Shalloway  James R. Trott，《Design Patterns Explained》，中国电力出版社
[美]Robert C. Martin，《敏捷软件开发－原则、模式与实践》，清华大学出版社
[美]Don Box, Chris Sells，《.NET本质论 第1卷：公共语言运行库》，中国电力出版社