简单工厂模式
相信很多人都听过设计模式吧，但是也只是局限于听说。很多人认为设计模式并没啥用啊（当然也包括我），我自己写的代码也可以完成需求，为啥还要设计模式呢？
在你学习之后会感叹代码还可以这么写，同时也能够更加熟练的运用面向对象的思想。本系列的文章来源于《大话设计模式》，感兴趣的朋友们可以找来阅读一番，很不错的一本书。
直接开始正文吧，我们要实现两个数的运算，用户输入两个数字和一个操作符后，返回运算结果。
相信各位能够很容易实现该代码如下：
public class Program {
public static void main(String[] args) {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
System.out.print("请输入数字A:");
String strNumA = scanner.nextLine();
System.out.print("请输入数字B:");
String strNumB = scanner.nextLine();
System.out.println("请输入运算符:");
String strOper = scanner.nextLine();
if("+".equals(strOper)){
System.out.println(Double.parseDouble(strNumA) + Double.parseDouble(strNumB));
}
if("-".equals(strOper)){
System.out.println(Double.parseDouble(strNumA) - Double.parseDouble(strNumB));
}
if("*".equals(strOper)){
System.out.println(Double.parseDouble(strNumA) * Double.parseDouble(strNumB));
}
if("/".equals(strOper)){
System.out.println(Double.parseDouble(strNumA) / Double.parseDouble(strNumB));
}
}
}
但是我们可以发现，该段代码依然有很多问题，如：用户输入非法值时，我们没有进行异常处理；其次，当进行除法运算时，除数为0的话，我们也并没有进行判断；接着不断我输入哪个运算符，四个if语句都执行了，虽然说计算机运算速度，但是我们写出精炼的代码，能够让别人感觉到你的代码水平较高。
改进后的代码如下：
public class Program {
public static void main(String[] args) {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
System.out.print("请输入数字A:");
String strNumA = scanner.nextLine();
System.out.print("请输入数字B:");
String strNumB = scanner.nextLine();
System.out.print("请输入运算符:");
String strOper = scanner.nextLine();
try {
double result = 0;
if ("+".equals(strOper)) {
result = Double.parseDouble(strNumA) + Double.parseDouble(strNumB);
}
else if ("-".equals(strOper)) {
result = Double.parseDouble(strNumA) - Double.parseDouble(strNumB);
}
else if ("*".equals(strOper)) {
result = Double.parseDouble(strNumA) * Double.parseDouble(strNumB);
}
else if ("/".equals(strOper)) {
if(Double.parseDouble(strNumB)!=0)
result = Double.parseDouble(strNumA) / Double.parseDouble(strNumB);
else
System.out.println("除数不能为0!");
}else{
System.out.println("请输入指定运算符!");
return;
}
System.out.println("运算结果:"+result);
}catch (NumberFormatException e){
System.out.println("请输入合法值!");
}
}
}
观察上面的代码后，是不是觉得你写的代码已经很完善了，但是这是一个完全面向过程的程序吧。面向对象的三大特征封装、继承、多态好像并没有使用吧。该段程序的耦合度很高，高质量的程序应该是耦合度很低的，所以我们应该将业务逻辑与业务逻辑无关的分离，降低彼此之间的耦合度。
实现代码如下：
public class Operation {
public static double getResult(double numA,double numB,String oper) throws Exception {
double result = 0;
switch (oper){
case "+":
result = numA + numB;
break;
case "-":
result = numA - numB;
break;
case "*":
result = numA * numB;
break;
case "/":
if(numB != 0) {
result = numA / numB;
}else{
throw new Exception("除数不能为0!");
}
break;
default:
throw new Exception("请输入指定运算符!");
}
return result;
}
}
public class Program {
public static void main(String[] args) {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
System.out.print("请输入数字A:");
String strNumA = scanner.nextLine();
System.out.print("请输入数字B:");
String strNumB = scanner.nextLine();
System.out.print("请输入运算符:");
String strOper = scanner.nextLine();
try {
double result = Operation.getResult(Double.parseDouble(strNumA),Double.parseDouble(strNumB),strOper);
System.out.println("运算结果："+result);
}catch (NumberFormatException e){
System.out.println("请输入合法值!");
}
catch (Exception e){
System.out.println(e.getMessage());
}
}
}
如此一来，我们便将调用者与业务逻辑之间进行了解耦和。
但是，如果我们要增加其他运算呢？如求平方根，求次方的话会怎么做？相信大家的想法是在Operation类中增加case语句不就好了吗？但是这样做的话，我们得更改原程序的代码。通常来说，是很忌讳直接去修改原程序的代码。这时，我们就可以运用面向对象的其他特征了。
public abstract class Operation {
public abstract double getResult(double numA,double numB) throws Exception;
}
class OperAdd extends Operation{
@Override
public double getResult(double numA, double numB) {
return numA + numB;
}
}
class OperSub extends Operation{
@Override
public double getResult(double numA, double numB) {
return numA - numB;
}
}
class OperMul extends Operation{
@Override
public double getResult(double numA, double numB) {
return numA * numB;
}
}
class OperDiv extends Operation{
@Override
public double getResult(double numA, double numB) throws Exception {
if(numB == 0)
throw new Exception("除数不能为0!");
return numA / numB;
}
}
我们通过判断运算符的类型，继承父类生成合适的子类对象，利用多态即可。这样的话，当需要其他功能时，我们只需要继续去继承父类即可。而我们生成合适子类的过程中便用到了简单工厂模式。
简单工厂模式示例代码如下：
public class OperFactory {
public Operation createOper(String oper) throws Exception {
Operation operation = null;
switch (oper){
case "+":
operation = new OperAdd();
break;
case "-":
operation = new OperSub();
break;
case "*":
operation = new OperMul();
break;
case "/":
operation = new OperDiv();
break;
default:
throw new Exception("请输入指定运算符");
}
return operation;
}
}
当我们进行运算时，让工厂产生合适的子类对象，这样我们就可以进行运算了。
public class Program {
public static void main(String[] args) {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
System.out.print("请输入数字A:");
String strNumA = scanner.nextLine();
System.out.print("请输入数字B:");
String strNumB = scanner.nextLine();
System.out.print("请输入运算符:");
String strOper = scanner.nextLine();
try {
//生成工厂对象
OperFactory factory = new OperFactory();
//生成合适的子类对象
Operation oper = factory.createOper(strOper);
//利用多态进行计算
double result = oper.getResult(Double.parseDouble(strNumA),Double.parseDouble(strNumB));
System.out.println("运算结果:"+result);
}catch (NumberFormatException e){
System.out.println("请输入合法数字！");
}
catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
这个OperFactory像不像一个工厂呢？如饮料厂生产饮料，根据用户的需求去生产合适的饮料。
你可能还挺过静态工厂模式，那么什么时静态工厂呢？很简单，不过是将生产子类的方法由对象方法提升至类方法，这样我们就可以不用生成工厂对象，直接通过类去调用该方法即可。
学习了简单工厂模式后，我们总结一下什么时候时候该设计模式，首先对需求进行分习，如上可以分离出一个抽象类：运算类。然后该类的方法在不同的条件下有不同的执行过程。那么，此时我们便可以使用简单工厂模式。
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