设计模式--简单工厂模式

软件工程的课程已经进行很久了，软件设计模式这门课看起来蛮重要的。好好记一下笔记！

这次介绍的是简单工厂模式。

基本解释：

简单工厂模式属于类的创新型模式，又叫作静态工厂方法模式，是通过专门定义一个类来负责创建其他类的实力，被创建的实例通常都具有共同的父类。

深入分析：

简单工厂模式解决的问题是如何去实例化一个合适的对象。

具体来说，把产品看成是一系列类的集合，这些类是由某个抽象类或者接口派生出来的一个对象树。而工厂类用来产生一个合适的对象来满足客户的要求。

如果简单工厂模式所涉及到的具体产品之间没有共同的逻辑，那么我们就可以用接口来扮演抽象产品的角色；如果具体产品之间有功能的逻辑，我们就必须把这些共同的东西提取出来，放在一个抽象类中，然后昂具体产品继承抽象类。为了实现更好复用的目的，共同的东西总是应该抽象出来的。

以下内容摘自《大话设计模式》程杰著，感谢作者的付出：

小菜：计算器这样的小程序还可以用到面向对象三大特性？继承和多态怎么可能用得上？我实在不能理解。

大鸟：小菜很有钻研精神嘛，好，今天我让你功力加深一级。你先考虑一下。你的代码已经可以做到封装，但是能否做到很灵活地修改和扩展呢？

小菜：我已经把业务和界面分离了呀，这不是很灵活了吗？

大鸟：那我问你，现在我如果我希望建立一个开根号运算，你怎么改?

小菜：那只需要改Operation类就行了，在switch中加一个分支就行了。

大鸟：问题是你要加一个平方根运算，却需要让加减乘除的运算都得来参与编译，如果你一不小心，把加法运算改成了减法，这岂不是大大的糟糕。打个比方，如果现在公司要求你为公司的薪资管理系统做维护，原来只有技术人员（月薪），市场销售人员（底薪+提成），经理（年薪+股份）三种运算算法，现在要增加兼职工作人员（时薪）的算法，但你按照昨天的程序写法，公司就必须要把包含原来三种算法的运算类给你，让你修改，如果你心中小算盘一打，TMD，公司给我的工资这么低，我真是郁闷，这下有机会了，于是你除了增加了兼职算法以外，在技术人员（月薪）算法中写了一句

<span style="font-size:12px;">if(员工是小菜){    salary = salary * 1.1;}</span>

那就意味着，你的月薪每月都会增加10%（小心被抓去坐牢），本来是让你增加一个功能，却使得所有运行良好的功能代码产生了变化，这样的风险太大了，你明白了吗？

小菜：噢，你的意思是，我应该把加减乘除等运算分离，修改其中一个不影响另外的几个，增加运算算法也不影响其他的代码，是这样吗？

大鸟：自己想去吧，如何使用继承和多态，你应该有感觉了。

设计类图如下：

Operation运算类：

<span style="font-size:12px;">    public class Operation    {        private double _numberA = 0;        private double _numberB = 0;                public double NumberA        {            get { return _numberA; }            set { _numberA = value; }        }        public double NumberB        {            get { return _numberB; }            set { _numberB = value; }        }        public virtual double GetResult()        {            double result = 0;            return result;        }    }</span>

加减乘除类，实例化

<span style="font-size:12px;">    public class OperationAdd : Operation    {        public override double GetResult()        {            double result = 0;            result = NumberA + NumberB;            return result;        }    }    public class OperationSub : Operation    {        public override double GetResult()        {            double result = 0;            result = NumberA - NumberB;            return result;        }    }    public class OperationMul : Operation    {        public override double GetResult()        {            double result = 0;            result = NumberA * NumberB;            return result;        }    }    public class OperationDiv : Operation    {        public override double GetResult()        {            double result = 0;            if (NumberB == 0)                throw new Exception("除数不能为0。");            return NumberA / NumberB;        }    }</span>

从左到右依次为textbox1,textbox2,textbox3,textbox4，button1,button2。

<span style="font-size:12px;">        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)        {            Operation oper;            oper = OperationFactory.createOperate(textBox2.Text);            oper.NumberA = Convert.ToDouble(textBox1.Text);            oper.NumberB = Convert.ToDouble(textBox3.Text);            double result = oper.GetResult();            textBox4.Text = Convert.ToString(result);        }        private void button2_Click(object sender, EventArgs e)        {            textBox1.Text = "";            textBox2.Text = "";            textBox3.Text = "";            textBox4.Text = "";        }</span>

简单工厂模式的优缺点分析：

优点：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。用户在使用时可以直接根据工厂类去创建所需的实例，而无需了解这些对象究竟是如何创建以及如何组织的，有利于整个软件体系结构的优化。

缺点：由于工厂类几种了所有实例的创建逻辑，这就直接导致一旦这个工厂出了问题，所有的客户端都会收到牵连。而且由于简单工厂模式的产品是基于一个共同的抽象类或接口，这样一来，当产品的种类增加的时候，就有不同的产品接口或者抽象类的时候，工厂类就需要判断何时创建相应种类的产品，这就和创建何种种类产品混淆在了一起，违背了单一职责，导致系统丧失灵活性和可维护性。而且更重要的是，简单工厂模式违背了”开放封闭原则“，就是违背了”系统对扩展开放，对修改关闭“的原则。因为i当我新增肌啊一个产品的时候必须修改工厂类，相应的工厂类就需要重新编译一遍。

总结一下：简单工厂模式分离产品的创建者和消费者，有利于软件系统结构的优化；但是由于一切逻辑都集中在一个工厂类中，导致了没有很高的内聚性，同时也违背了”开放封闭原则“。另外，简单工厂模式的方法一般都是静态的，而静态工厂方法是无法让子类继承了，因此，简单工厂模式无法形成基于基类的继承树结构。