4.9、模式实现
我们通过上面的分析，已经清晰的知道了工厂模式中的各种角色和职责，那工厂模式通过代码是怎么实现的呢？OK，下面将继续分析上面的吃早餐中的故事，做一个简单的示例实现。
1、首先我们来看看只有一个产品对象的简单工厂模式的实现。其实这很好理解，就当店里只卖一种食品，这里以馒头为例。
1 /// 2 /// 馒头 3 /// 4 public class SteamedBread 5 { 6 /// 7 /// 构造方法 8 /// 9 public SteamedBread() 10 { } 11 12 /// 13 /// 销售价格 14 /// 15 private double price=0.5; 16 public double Price 17 { 18 get { return price; } 19 set { price = value; } 20 } 21 }
OK，产品对象建立好了，下面就是创建工厂(Factory)对象了。
1 /// 2 /// 工厂角色 3 /// 4 public class Factory 5 { 6 /// 7 /// 创建一个馒头(SteamedBread)对象 8 /// 9 /// 10 public static SteamedBread CreateInstance() 11 { 12 return new SteamedBread(); 13 } 14 }
此时，客户端可以这样来调用：
1 public class Client 2 { 3 public static void Main(string[] args) 4 { 5 //通过工厂创建一个产品的实例 6 SteamedBread sb = Factory.CreateInstance(); 7 Console.WriteLine("馒头{0}元一个！", sb.Price); 8 } 9 }
如上就完成了一个简单工厂模式的简单实现，一个产品和一个工厂，工厂负责创建这个产品。但是者种实现有一定的缺陷，为每一种产品创建一个静态方法来完成产品对象的创建，如果有多个产品则需要定义多个静态方法分别返回不同的对象，用设计原则来说的话这样的实现不符合依赖倒置原则(DIP)。如果系统里只有一个单独的产品对象，那么采用这种实现是完全可以的。UML图如下：
2、带抽象产品（AbstractProduct）角色的简单工厂模式实现
从上面分析中得知，这种实现得为每一种产品创建一个静态方法来完成产品对象的创建。虽然带有简单工厂的性质，但是又好象不能够完全体现出简单工厂模式的意图。简单工厂的意图是：根据提供给他的数据，返回几个可能类中的一个类的实例。根据意图出发进行分析，要实现完全满足简单工厂模式意图的程序，也就得根据提供给工厂的数据，让工厂根据这个数据来进行判断，然后返回相应的对象。OK，看看是下面这样的吗？
8 /// 由于我们只需要得到价格,所以这里就只提供get属性访问器 9 /// 10 double price{get;} 11 } 12 ------------------------------------------------------------------------------------ 13 /// 14 /// 馒头 15 /// 16 public class SteamedBread:IFood 17 { 18 /// 19 /// 构造方法 20 /// 21 public SteamedBread() 22 { } 23 24 public double price 25 { 26 get 27 { 28 return 0.5; 29 } 30 } 31 } 32 ------------------------------------------------------------------------------------ 33 /// 34 /// 包子 35 /// 36 public class SteamedStuffed:IFood 37 { 38 public SteamedStuffed() 39 { } 40 41 /// 42 /// 销售价格 43 /// 44 public double price 45 { 46 get 47 { 48 return 0.6; //0.6元一个 49 } 50 } 51 } 52 ------------------------------------------------------------------------------------ 53 /// 54 /// 工厂角色 55 /// 56 public class Factory 57 { 58 /// 59 /// 创建一个馒头(SteamedBread)对象 60 /// 61 /// 62 public static IFood CreateInstance(string key) 63 { 64 if (key == "馒头") 65 { 66 return new SteamedBread(); 67 } 68 else 69 { 70 return new SteamedStuffed(); 71 } 72 } 73 } 74 ------------------------------------------------------------------------------------ 75 public class Client 76 { 77 public static void Main(string[] args) 78 { 79 //通过工厂创建一个产品的实例 80 IFood food = Factory.CreateInstance("馒头"); 81 Console.WriteLine("馒头{0}元一个！", food.price); 82 83 food = Factory.CreateInstance("包子"); 84 Console.WriteLine("包子{0}元一个！", food.price); 85 } 86 }
此时的设计就已经完全符合简单工厂模式的意图了。顾客(Client)对早餐店营业员(Factory)说，我要“馒头”，于是营业员便根据顾客所提供的数据（馒头）,去众多食品中找，找到了然后就拿给顾客。
3、模式的演变实现
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。也就是说，抽象产品角色扮演两种角色和职责，出了基本的定义还还兼任工厂角色的职责，负责产品的创建工作。这里我们在上面的例子基础上适当修改一下OK了，新建立一个抽象类(Evolution):
1 /// 2 /// 兼任抽象产品角色和工厂角色两种角色 3 /// 4 public abstract class Evolution 5 { 6 /// 7 /// 共性字段 8 /// 9 private double price; 10 public double Price 11 { 12 get { return price; } 13 set { price = value; } 14 } 15 16 17 public static Evolution CreateInstance(string key) 18 { 19 if (key == "馒头") 20 { 21 return new SteamedBread(); 22 } 23 else 24 { 25 return new SteamedStuffed(); 26 } 27 } 28 }
那现在，具体的产品对象的设计也应该修改了，把原来实现于IFood接口改为继承此抽象类，如下：
1 public class SteamedBread : Evolution 2 { 3 public SteamedBread() 4 { 5 this.Price = 0.5; //在构造方法里初始话属性的值 6 } 7 } 8 9 public class SteamedStuffed : Evolution 10 { 11 public SteamedStuffed() 12 { 13 this.Price = 0.6; 14 } 15 }
通过上面的演化，此时客户端的调用如下：
1 public class Client
2 {
3 public static void Main(string[] args)
4 {
5 Evolution el = Evolution.CreateInstance("包子");
6 Console.WriteLine("包子{0}元一个！", el.Price);
7 }
8 }
UML草图如下：
如果抽象产品角色省略，那么工厂角色就可以与具体产品角色合并。也就是说一个产品类就是自身的工厂。这样把原有三个独立的角色：抽象产品角色、具体产品角色和工厂角色合并为一个，这个类自己负责创建自己的实例。
注：以上演变可以从上面的程序代码中直接修改而来，这里我就不贴代码了。
4.10、模式优缺点
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。
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。
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,违背了"开放--封闭"原则(OCP).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。
4.11、相关模式
工厂方法模式：每个产品由一个专门的工厂来负责创建。是一种只有唯一一个产品的实现，带有简单工厂的性质。
抽象工厂模式：大致和工厂方法相同。
单例模式：单例的实现和上面模式演变中的最后一种很相似，只要把构造器私有便OK。
