前言

上一篇文章写了如何使用RabbitMQ做个简单的发送邮件项目，然后评论也是比较多，也是准备去学习一下如何确保RabbitMQ的消息可靠性，但是由于时间原因，先来说说设计模式中的简单工厂模式吧！
在了解简单工厂模式之前，我们要知道C#是一款面向对象的高级程序语言。它有3大特性，封装、继承、多态。

简述

工厂模式（Factory Pattern）是一种常用的设计模式，属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。在工厂模式中，我们创建对象时不会对客户端暴露创建逻辑，并且是通过使用一个共同的接口来指向新创建的对象。
工厂模式的核心是定义一个创建产品对象的工厂接口，将实际创建工作推迟到子类当中。这样客户端可以无需指定具体产品的类，只需通过工厂类即可得到所需的产品对象。

工厂模式主要分为三种类型：简单工厂模式（Simple Factory Pattern）、工厂方法模式（Factory Method Pattern）和抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）。
本文主要讲解简单工厂模式（Simple Factory Pattern）。

案例带入

下面使用C#控制台程序去写一个简易的计算器，实现加减乘除。如果我没学过设计模式，我会这么写：

static void Main(string[] args)  
{  
    Console.WriteLine("请输入数字A：");  
    string A = Console.ReadLine();  
    Console.WriteLine("请选择运算符号：(+、-、*、/)：");  
    string op = Console.ReadLine();  
    Console.WriteLine("请输入数字B：");  
    string B = Console.ReadLine();  
    string result = "";  
    switch (op)  
    {        
	    case "+":  
            result = Convert.ToString(Convert.ToDouble(A) + Convert.ToDouble(B));  
            break;  
        case "-":  
            result = Convert.ToString(Convert.ToDouble(A) - Convert.ToDouble(B));  
            break;  
        case "*":  
            result = Convert.ToString(Convert.ToDouble(A) * Convert.ToDouble(B));  
            break;  
        case "/":  
            result = Convert.ToString(Convert.ToDouble(A) / Convert.ToDouble(B));  
            break;  
        default:  
            Console.WriteLine("输入的运算符号有误！");  
            break;  
    }    
    Console.WriteLine("结果：" + result);  
}

上述代码乍一看没问题，实则隐藏了很多陷阱，比如：

1. 变量命名不规范
2. 除数为0怎么办
3. 输入的不是数字怎么办
4. ......

优化

我们用面向对象的思想进行优化，主要体现在：可维护、可复用、可扩展、灵活性几个方面。通过封装、继承、多态来降低程序的耦合度。

封装

我们可以将运算逻辑封装成一个方法去实现，让主方法减轻负担。封装后：
Operation类

public class Operation
{
    public static double GetResult(double num1, double num2, string op)
    {
        double result = 0d;
        switch (op)
        {
            case "+":
                result = num1 + num2;
                break;
            case "-":
                result = num1 - num2;
                break;
            case "*":
                result = num1 * num2;
                break;
            case "/":
                result = num1 / num2;
                break;
        }
        return result;
    }
}

Main方法

static void Main(string[] args)
{
	try
	{
		Console.WriteLine("请输入数字A：");
		string strNumA = Console.ReadLine();
		Console.WriteLine("请选择运算符号：(+、-、*、/)：");
		string op = Console.ReadLine();
		Console.WriteLine("请输入数字B：");
		string strNumB = Console.ReadLine();
		string result = "";
		result = Convert.ToString(Operation.GetResult(Convert.ToDouble(strNumA), Convert.ToDouble(strNumB), op));
		Console.WriteLine("结果：" + result);
	}
	catch (Exception e)
	{
		Console.WriteLine("发生异常：" + e.Message);
	}
}

松耦合

当我们完成封装后开始思考一个问题，如果后面有新的需求，需要增加一个开根运行，应该如何去修改？如果是我，我会在switch里面加一个分支，但是这样耦合度太高。我明明只需要去开根，但是却要让加减乘除参与进来，所以我们应该将加减乘除运算分离出来。
优化耦合度：

public class Operation
{
    private double _num1;
    private double _num2;
    public double Num1 { get => _num1; set => _num1 = value; }
    public double Num2 { get => _num2; set => _num2 = value; }
    public virtual double GetResult()
    {
        return 0;
    }
}
//加法类
public class AddOperation : Operation
{
    public override double GetResult()
    {
        return Num1 + Num2;
    }
}
//减法类
public class SubtractOperation : Operation
{
    public override double GetResult()
    {
        return Num1 - Num2;
    }
}
//乘法类
public class MultiplyOperation : Operation
{
    public override double GetResult()
    {
        return Num1 * Num2;
    }
}
//除法类
public class DivideOperation : Operation
{
    public override double GetResult()
    {
        if (Num2 == 0)
            throw new DivideByZeroException("除数不能为0");
        return Num1 / Num2;
    }
}  

我创建了Operation基类，并定义了2个成员变量_num1和_num2,同时定义了一个GetResult虚方法。同时分别创建了加减乘除子类去重写GetResult方法来降级耦合度。

回归正题(简单工厂模式)

我们需要通过简单工厂模式，来让程序知道该实例化谁。需要来创建一个工厂类：

public class OperationFactory
{
    public static Operation CreateOperation(string operation)
    {
        switch (operation)
        {
            case "+":
                return new AddOperation();
            case "-":
                return new SubtractOperation();
            case "*":
                return new MultiplyOperation();
            case "/":
                return new DivideOperation();
            default:
                return null;
        }
    }
}

创建了工厂类有什么好处呢，好处就是，只需要输入运算符号，工厂就能自己实例化出合适的对象，通过多态，返回父类的方法实现了计算器的计算结果。
Main方法
通过简单工厂模式，让我们在计算加减乘除的时候只需要去增加对应的子类就行了，下面的代码进行加法运行时，通过传入+号让工厂去帮我们实例化子类。

static void Main(string[] args)  
{  
    try  
    {  
        // 简单工厂模式  
        var oper = OperationFactory.CreateOperation("+");  
        oper.Num1 = 10;  
        oper.Num2 = 5;  
        Console.WriteLine(oper.GetResult());  
    }    
    catch (Exception e)  
    {        
    Console.WriteLine("发生异常：" + e.Message);  
    }
}

类图

讲完简单工厂模式后，简简单单复现一下类图：

小小知识点

• 接口：强调“做什么”，即接口定义了对象应该做什么，而不关心它是如何做的。
• 虚方法：强调“如何做”，即基类提供了一种实现方式，但允许派生类根据需要进行修改。

参考资料

• 熟读并反复背诵大话设计模式-程杰出版