Simple Factory Pattern 简单工厂模式简介与 C# 示例【创建型】【设计模式来了】

〇、简介

1、什么是简单工厂模式？

一句话解释：

  客户类和工厂类严格分工，客户类只需知道怎么用，处理逻辑交给工厂类。

简单工厂模式（Simple Factory Pattern）是日常开发中常用的设计模式。其是一种简单的创建型模式，它通过一个工厂类来创建对象，客户端只需要知道如何使用工厂类，而不需要知道对象的实现细节。工厂类负责创建对象的整个生命周期，并且负责处理与具体实现有关的逻辑。

这种将变化逻辑和客户端分离的方式，就是面向对象中的“封装”特性了。

 一个比喻：（食堂与学生）

  比如一个食堂中午有各种面食，学生也就是客户端，关心的是菜单想吃哪个就给直接说，不关心这份焖面或者烩面怎么做的，后厨就相当于工厂类，把控着制作的步骤。

2、优缺点和使用场景

• 优点：简单工厂模式可以使客户端代码变得简洁，同时隐藏对象的实现细节。
• 缺点：当需要增加新的运算类时，需要修改工厂类的代码，这违反了开闭原则。此外，工厂类包含了一组相关对象的创建逻辑，这使得工厂类变得复杂，难以维护。

 使用场景举例：

• 客户端如果对于如何创建对象的逻辑不关心，且知道工厂类的入参时，可以考虑使用简单工厂模式。
• 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，因为比较多的话 case 太多维护起来较麻烦。

二、简单工厂模式的简单实现与比较

如下代码，是一个画形状的示例：

// 形状接口，画动作的方法
public interface IShape
{
    void Draw();
}
public class Circle : IShape
{
    public void Draw()
    {
        Console.WriteLine("画圆：〇");
    }
}
public class Rectangle : IShape
{
    public void Draw()
    {
        Console.WriteLine("画方：口");
    }
}
public class ShapeFactory // 简单工厂实现
{
    public static IShape CreateShape(string shapeType)
    {
        switch (shapeType) // 当需要扩展时，就需要修改这里的 case 也是本模式的缺点所在
        {
            case "圆":
                return new Circle();
            case "方":
                return new Rectangle();
            default:
                throw new ArgumentException("输入形状不支持！");
        }
    }
}

测试代码：

static void Main(string[] args)
{
    // 简单工厂模式写法
    IShape circle = ShapeFactory.CreateShape("圆"); // 把对象的创建交给工厂类
    circle.Draw();
    IShape rectangle = ShapeFactory.CreateShape("方");
    rectangle.Draw();
    // 不用简单工厂模式的写法
    Circle circle = new Circle(); // 单个类实例化，把创建对象的工作放在了客户端
    circle.Draw();
    Rectangle rectangle = new Rectangle();
    rectangle.Draw();
}

结果是相同的：

  

三、在 .NET 框架中的实际应用

.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 ILSpy 反编译工具进行查看，下面就是该方法中的代码：

// System.Private.CoreLib, Version=5.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=7cec85d7bea7798e
// System.Text.Encoding
using System.Globalization;

public static Encoding GetEncoding(int codepage)
{
    Encoding encoding = FilterDisallowedEncodings(EncodingProvider.GetEncodingFromProvider(codepage));
    if (encoding != null)
    {
        return encoding;
    }
    switch (codepage)
    {
        case 0:
            return Default;
        case 1200:
            return Unicode;
        case 1201:
            return BigEndianUnicode;
        case 12000:
            return UTF32;
        case 12001:
            return BigEndianUTF32;
        case 65001:
            return UTF8;
        case 20127:
            return ASCII;
        case 28591:
            return Latin1;
        case 1:
        case 2:
        case 3:
        case 42:
            throw new ArgumentException(SR.Format(SR.Argument_CodepageNotSupported, codepage), "codepage");
        case 65000:
            {
                if (LocalAppContextSwitches.EnableUnsafeUTF7Encoding)
                {
                    return UTF7;
                }
                string p = string.Format(CultureInfo.InvariantCulture, "https://aka.ms/dotnet-warnings/{0}", "SYSLIB0001");
                string message = SR.Format(SR.Encoding_UTF7_Disabled, p);
                throw new NotSupportedException(message);
            }
        default:
            if (codepage < 0 || codepage > 65535)
            {
                throw new ArgumentOutOfRangeException("codepage", SR.Format(SR.ArgumentOutOfRange_Range, 0, 65535));
            }
            throw new NotSupportedException(SR.Format(SR.NotSupported_NoCodepageData, codepage));
    }
}

public abstract class Encoding : ICloneable
{
    // 。。。
}

由源码可知，GetEncoding(int) 方法中，例举了全部可用的编码方式，客户端这可以通过编码 codepage 查询目标编码类型。

参考：https://www.cnblogs.com/zhili/p/SimpleFactory.html