一、创建型模式

软件在运行时，类将实例化为对象，并由对象协作完成各项业务功能。

创建型模式（Creational Pattern）关注对象的创建过程，是最常用的设计模式。

创建型模式对类的实例化过程进行了抽象，能够将软件模块中对象的创建和对象的使用分离，对用户隐藏了类的实例创建细节。

每个创建型模式都通过不同的解决方案来回答三个问题：

创建什么（What）、谁创建（Who）、何时创建（When）

二、简单工厂模式概述

学习难度：⭐⭐ 使用频率：⭐⭐⭐

定义：定义一个工厂类，它可以根据参数的不同返回不同类的实例，被创建的实例通常都具有共同的父类

举例说明：

考虑一个水果农场，当用户需要某一种水果，该农场根据用户所提供的水果名称返回该水果

水果农场就是工厂（Factory）

生产出的水果被称为产品（Product）

水果的名称被称为参数

农场可以根据参数的不同而返回不同的产品，用户无需知道苹果、香蕉如何创建，只需要知道水果的名称即可得到相应的水果

具体步骤：

首先将需要创建的不同产品对象的相关代码封装在不同的类中，这些类称为具体产品类

然后将它们公共的代码进行抽象和提取后封装在一个抽象产品类中，每一个具体产品类都是抽象产品类的子类

然后提供一个工厂类用于创建各种产品，在工厂类中提供一个创建产品的工厂方法，该方法可以根据所传入参数的不同创建不同的具体产品对象；

客户端只需要调用工厂类中的工厂方法并传入相应的参数即可得到产品对象

由于在简单工厂模式中用于创建实例的方法通常是静态方法，所以简单工厂模式又被称为静态工厂方法模式。

三、简单工厂模式的结构与实现

1：简单工厂模式的结构

包含三个角色

1):Factory(工厂角色)

工厂角色即工厂类，它是简单工厂的核心，负责实现创建所有产品实例的内部逻辑

在工厂类中提供静态的工厂方法FactoryMethod()，它的返回类型为抽象产品类型Product

2):Product(抽象产品对象)

它是工厂类所创建的所有对象的父类，封装了各种各种产品的公共方法，它的引入将提高系统的灵活性

3):ConcreteProduct(具体产品)

它是简单工厂模式的创建目标，所有被创建的对象都充当了这个角色的某个具体类的实例

四、简单工厂模式的应用实例

在我的一篇博客中使用了鼠标的案例来详细简单工厂模式的结构和代码实现

零基础自学C#——Part5：委托和设计模式_代码历险记的博客-CSDN博客

这里引用另外一个案例来实现，需求如下：

软件公司要基于C#开发一套图标库，该图标库可以为应用系统提供不同外观的图标，例如柱状图(Histongram Chart)、饼状图(PieChart)、折线图(LineChart)等，它们不同设置不同的参数来得到不同类型的图标，且可方便地对图图标库进行拓展

Chart接口充当抽象产品类

namespace SimpleFactorySample
{interface Chart{void Display();}
}

子类HistogramChart、PieChart、LineChart充当具体产品类

using System;namespace SimpleFactorySample
{class HistogramChart : Chart{public HistogramChart(){Console.WriteLine("创建柱状图");}public void Display(){Console.WriteLine("显示柱状图");}}
}

using System;namespace SimpleFactorySample
{class PieChart : Chart{public PieChart(){Console.WriteLine("创建饼状图");}public void Display(){Console.WriteLine("显示饼状图");}}
}

using System;namespace SimpleFactorySample
{class LineChart : Chart{public LineChart(){Console.WriteLine("创建折线图");}public void Display(){Console.WriteLine("显示折线图");}}
}

ChartFactory充当工厂类

using System;namespace SimpleFactorySample
{class ChartFactory{//静态工厂方法public static Chart GetChart(string type){Chart chart = null;if(type.Equals("histogram")){chart=new HistogramChart();Console.WriteLine("初始化设置柱状图");}else if(type.Equals("pie")){chart=new PieChart();Console.WriteLine("初始化设置饼状图");}else if(type.Equals("pie")){chart=new LineChart();Console.WriteLine("初始化设置折线图");}return chart;}}
}

客户端测试

using System;namespace SimpleFactorySample
{class Program{static void Main(string[]args){Chart chart;chart = ChartFactory.GetChart("histogram");//通过静态工厂方法创建产品chart.Display();Console.Read();}}
}

编译并运行程序可输出：

创建柱状图；

初始化设置柱状图；

显示柱状图；

客户端修改时，只需修改代码

chart = ChartFactory.GetChart("pie");//通过静态工厂方法创建产品

即可显示为：

创建饼状图；

初始化设置饼状图；

显示饼状图；

由上方可以知道，想要创建Chart对象时，必须修改客户端代码中的静态工厂方法的参数来更换产品，客户端代码重新编译，这违背了开闭原则

下面解决方案：将静态工厂方法的参数存储在XML格式的配置文件App.config中

<?xml version = "1.0" encoding = "utf - 8"?>
<configuration><appSettings><add key ="chartType" value= "histogram"/></appSettings>
</configuration>

然后将客户端代码修改：

using System;namespace SimpleFactorySample
{class Program{static void Main(string[]args){Chart chart;//读取配置文件string chartStr=ConfigurationManager.AppSettings["chartType"];chart = ChartFactory.GetChart(chartStr);  //通过静态工厂方法创建产品chart.Display();Console.Read();}}
}

这样一来，通过使用ConfigurationManager类中的AppSetting属性可以获取存储在配置文件(例如APP.config)中的字符串，在C#源代码中不包含任何与具体图标对象相关的信息，需要更换具体的图标对象，只需要修改配置文件App.config即可

五、创建对象与适用对象

在C#语言中，通常有以下几种创建对象的方式：

1：通过new关键字直接创建对象（最简单，但是灵活性差）

2：通过反射机制创建对象

3：通过克隆方法创建对象

4：通过工厂类创建对象

所有的工厂模式都强调一点：两个类A和B之间的关系应该仅仅是A创建B或者A使用B，而不能是两者都有，将对象的创建和使用分离，使得系统更加符合单一职责原则，有利于功能的复用和维护。

六、简单工厂模式的简化

有时为了简化简单工厂模式，可以将抽象产品类和工厂类合并，将静态工厂方法一道抽象产品类中

七、简单工厂模式的优缺点与适用环境

1：简单工厂模式的优点

1）工厂类包含必要的逻辑判断，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职责，而仅仅“消费”产品，简单工厂模式实现了对象创建和使用的分离

2）客户端无需知道所创建的具体产品类的类名，只需知道参数即可，对于一些复杂的类名，通过简单工厂模式可以在一定程度上减少使用者的记忆量

3）通过引入配置文件，可以在不修改任何客户端代码的情况下，更换和增加新的具体产品类

2：简单工厂模式的缺点

1）由于工厂类集中了所有产品的创建逻辑，责任过重，一旦不能正常工作，整个系统都会受到影响

2）使用简单工厂会使得系统中类的个数增多，增加了系统的复杂度

3）系统扩展困难，一旦添加新产品不得不修改工厂逻辑，在产品类型较多时，有可能造成工厂逻辑过于复杂，不利于系统的拓展和维护

4）简单工厂由于使用了静态工厂方法，造成工厂角色无法形成基于继承的等级结构，因此无法很好的扩展

3：简单工厂模式的试用环境

以下情况可以考虑使用简单工厂模式：

1）工厂类负责创建的对象比较少，不会造成工厂方法中的业务逻辑过于复杂

2）客户端只知道传入工厂类的参数，对于如何创建对象并不关心

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