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====== 简单工厂模式 (Simple Factory Pattern) - C# ======

简单工厂模式虽然不属于 GoF 23种设计模式（它是工厂方法模式的一个特例或简化版），但在实际开发中非常常用。它主要用于管理对象的创建过程。

===== 1. 原理 =====

**核心思想**：定义一个工厂类，根据传入的参数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或实现同一个接口。客户（Client）只需要知道参数，而不需要关心对象的创建细节。

**角色划分**：
  *   **Factory (工厂类)**: 核心部分，负责实现创建所有实例的内部逻辑。
  *   **Product (抽象产品)**: 所有具体产品的父类或接口。
  *   **ConcreteProduct (具体产品)**: 工厂类所创建的具体对象。

===== 2. 结构图解 (UML) =====

<html>
<div style="font-family: 'Segoe UI', Arial, sans-serif; background-color: #f4f4f4; padding: 20px; border-radius: 8px; border: 1px solid #ddd; max-width: 600px; margin: 20px 0;">
    <h4 style="text-align:center; margin-top:0; color:#333;">简单工厂模式结构</h4>
    
    <!-- Client -->
    <div style="text-align: center; margin-bottom: 20px;">
        <div style="display: inline-block; background: #e1f5fe; border: 2px solid #0288d1; padding: 10px 20px; border-radius: 4px; font-weight: bold; color: #01579b;">
            Client (调用者)
        </div>
        <div style="height: 20px; border-left: 2px dashed #999; width: 0; margin: 0 auto;"></div>
        <div style="color: #666; font-size: 12px;">请求创建对象</div>
        <div style="height: 10px; width: 0; border-left: 2px solid #333; border-bottom: 2px solid #333; transform: rotate(-45deg); margin: -5px auto 0 auto; position: relative; left: -1px;"></div>
    </div>

    <!-- Factory -->
    <div style="text-align: center; margin-bottom: 30px;">
        <div style="display: inline-block; background: #fff9c4; border: 2px solid #fbc02d; padding: 15px; border-radius: 4px; box-shadow: 0 2px 5px rgba(0,0,0,0.1);">
            <div style="font-weight: bold; border-bottom: 1px solid #fbc02d; margin-bottom: 5px; color: #f57f17;">Factory (工厂类)</div>
            <div style="font-size: 13px; font-family: monospace;">+ CreateProduct(type): IProduct</div>
        </div>
    </div>

    <!-- Arrows split -->
    <div style="position: relative; height: 30px; margin-bottom: 10px;">
        <div style="position: absolute; left: 50%; top: 0; height: 15px; border-left: 2px solid #333;"></div>
        <div style="position: absolute; left: 25%; top: 15px; width: 50%; border-top: 2px solid #333;"></div>
        <div style="position: absolute; left: 25%; top: 15px; height: 15px; border-left: 2px solid #333;"></div>
        <div style="position: absolute; left: 75%; top: 15px; height: 15px; border-left: 2px solid #333;"></div>
    </div>

    <!-- Products -->
    <div style="display: flex; justify-content: space-around;">
        <!-- Product A -->
        <div style="background: #e8f5e9; border: 2px solid #388e3c; padding: 10px; border-radius: 4px; width: 40%; text-align: center;">
            <div style="font-weight: bold; color: #1b5e20;">Product A</div>
            <div style="font-size: 12px; color: #666;">具体实现 A</div>
        </div>
        
        <!-- Product B -->
        <div style="background: #e8f5e9; border: 2px solid #388e3c; padding: 10px; border-radius: 4px; width: 40%; text-align: center;">
            <div style="font-weight: bold; color: #1b5e20;">Product B</div>
            <div style="font-size: 12px; color: #666;">具体实现 B</div>
        </div>
    </div>
</div>
</html>

===== 3. 案例场景：计算器 =====

我们需要做一个简单的计算器，能够进行加法、减法、乘法运算。
  *   **抽象产品**：运算类 (Operation)
  *   **具体产品**：加法类 (Add)、减法类 (Sub)、乘法类 (Mul)
  *   **工厂**：运算工厂 (OperationFactory)

===== 4. 操作步骤与 C# 代码 =====

==== 第一步：定义抽象产品 ====

创建一个抽象类或接口，定义所有具体产品共有的方法。

<code csharp>
// 抽象产品：运算类
public abstract class Operation
{
    public double NumberA { get; set; }
    public double NumberB { get; set; }

    // 抽象方法，由子类实现具体的运算逻辑
    public abstract double GetResult();
}
</code>

==== 第二步：定义具体产品 ====

创建具体的运算类，继承自抽象产品。

<code csharp>
// 具体产品：加法
public class OperationAdd : Operation
{
    public override double GetResult()
    {
        return NumberA + NumberB;
    }
}

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

// 具体产品：乘法
public class OperationMul : Operation
{
    public override double GetResult()
    {
        return NumberA * NumberB;
    }
}
</code>

==== 第三步：定义工厂类 ====

这是简单工厂模式的核心，根据传入的字符串（运算符），决定实例化哪个对象。

<code csharp>
// 工厂类
public class OperationFactory
{
    public static Operation CreateOperate(string operate)
    {
        Operation oper = null;
        switch (operate)
        {
            case "+":
                oper = new OperationAdd();
                break;
            case "-":
                oper = new OperationSub();
                break;
            case "*":
                oper = new OperationMul();
                break;
            default:
                throw new Exception("不支持的运算符");
        }
        return oper;
    }
}
</code>

==== 第四步：客户端调用 ====

客户端不需要知道 `OperationAdd` 或 `OperationSub` 的存在，只需要找工厂要对象。

<code csharp>
class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        try 
        {
            // 1. 告诉工厂我们要进行 "+" 运算
            Operation oper = OperationFactory.CreateOperate("+");
            
            // 2. 设置数据
            oper.NumberA = 10;
            oper.NumberB = 20;
            
            // 3. 获取结果
            double result = oper.GetResult();
            
            Console.WriteLine($"结果是: {result}"); // 输出: 结果是: 30
        }
        catch(Exception ex)
        {
            Console.WriteLine($"发生错误: {ex.Message}");
        }
    }
}
</code>

===== 5. 优缺点总结 =====

^ 优点 ^ 缺点 ^
|解耦：客户端免除了创建对象的责任，只负责“消费”对象。 |违背开闭原则 (OCP)：如果需要增加新的运算（如除法），必须修改工厂类的 `switch-case` 逻辑。 |
|代码清晰：将对象创建的复杂逻辑封装在工厂类中。 |工厂类职责过重：如果产品过多，工厂类逻辑会变得非常复杂，一旦出错可能导致系统崩溃。 |
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