简单工厂模式

C# 中的简易工厂模式（简单工厂模式），这是一种创建型设计模式，核心是通过一个单独的工厂类来封装对象的创建逻辑，让调用方无需关心具体对象的创建细节。

一、简易工厂模式核心思路

简单工厂模式包含三个核心角色：

产品抽象：定义产品的公共接口 / 抽象类，规范所有具体产品的行为。
具体产品：实现产品抽象的具体类，是工厂最终要创建的对象。
工厂类：提供一个静态方法（也可非静态），根据传入的参数创建并返回对应的具体产品实例。

二、完整代码示例（以 "计算器" 为例）

下面用一个计算器的例子演示简易工厂模式，支持加减运算，后续可轻松扩展乘除：

csharp

运行

复制代码

using System;

// 1. 产品抽象：定义运算的公共接口
public abstract class Operation
{
    // 运算数A
    public double NumberA { get; set; }
    // 运算数B
    public double NumberB { get; set; }

    // 抽象方法：计算结果（由具体产品实现）
    public abstract double GetResult();
}

// 2. 具体产品：加法运算
public class OperationAdd : Operation
{
    public override double GetResult()
    {
        return NumberA + NumberB;
    }
}

// 2. 具体产品：减法运算
public class OperationSub : Operation
{
    public override double GetResult()
    {
        return NumberA - NumberB;
    }
}

// 3. 工厂类：封装对象创建逻辑
public class OperationFactory
{
    /// <summary>
    /// 根据运算符号创建对应的运算实例
    /// </summary>
    /// <param name="operate">运算符号：+、-</param>
    /// <returns>对应的运算对象</returns>
    public static Operation CreateOperation(string operate)
    {
        Operation operation = null;
        switch (operate)
        {
            case "+":
                operation = new OperationAdd();
                break;
            case "-":
                operation = new OperationSub();
                break;
            default:
                throw new ArgumentException("不支持的运算符号", nameof(operate));
        }
        return operation;
    }
}

// 测试代码
class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        try
        {
            // 调用工厂创建加法对象
            Operation addOp = OperationFactory.CreateOperation("+");
            addOp.NumberA = 10;
            addOp.NumberB = 5;
            Console.WriteLine($"10 + 5 = {addOp.GetResult()}"); // 输出：10 + 5 = 15

            // 调用工厂创建减法对象
            Operation subOp = OperationFactory.CreateOperation("-");
            subOp.NumberA = 10;
            subOp.NumberB = 5;
            Console.WriteLine($"10 - 5 = {subOp.GetResult()}"); // 输出：10 - 5 = 5
        }
        catch (ArgumentException ex)
        {
            Console.WriteLine("错误：" + ex.Message);
        }
    }
}

三、代码关键解释

产品抽象（Operation）：定义了所有运算类的公共属性（NumberA、NumberB）和抽象方法（GetResult），确保所有具体运算类都遵循统一的行为规范。
具体产品（OperationAdd/OperationSub）：分别实现了加法和减法的具体计算逻辑，是工厂最终要创建的对象。
工厂类（OperationFactory）：
- 核心方法CreateOperation接收运算符号参数，通过switch语句创建对应的具体产品实例。
- 调用方只需传入符号，无需直接new具体运算类，完全解耦了 "对象创建" 和 "业务逻辑"。
扩展说明：如果要新增乘法运算，只需：
- 新增OperationMul类（继承 Operation，实现乘法逻辑）；
- 在工厂类的switch中添加"*"的分支即可；
- 调用方代码无需任何修改，符合 "开闭原则"（对扩展开放，对修改关闭）。

四、简易工厂模式的优缺点

优点：

解耦：调用方无需知道具体产品的创建细节，只需关注工厂的调用；
便于维护：对象创建逻辑集中在工厂类，修改时只需改工厂，无需改所有调用处；
便于扩展：新增产品时，只需新增具体产品类 + 修改工厂类，调用方无感知。

缺点：

工厂类职责过重：所有产品的创建逻辑都集中在工厂，产品越多，工厂类越复杂；
违背 "开闭原则"：新增产品时需要修改工厂类的switch/if逻辑（这也是简易工厂和工厂方法模式的核心区别）。

总结

简易工厂模式的核心是通过工厂类封装对象创建逻辑，调用方通过参数获取具体产品实例；
核心结构：产品抽象 → 具体产品 → 工厂类（创建逻辑）；
适用场景：产品类型较少、创建逻辑简单，且不需要频繁扩展的场景（如果产品多且易扩展，建议用工厂方法模式）。