大话设计模式笔记（一）の简单工厂模式

概要

• 一个好的程序猿/媛敲出来的代码应该是可维护、可复用、可扩展的，也就是具有较好的灵活性。
• 为了达到以上目的，在还没敲代码之前，需要事先考虑通过何种方式能够使自己的程序的耦合度降低，最基本的便是面向对象的封装、继承、多态。
• 但这往往是不够的，需要根据实际情况选择合适的设计模式使得程序变得更加灵活，容易修改，并且易于复用。
• 复用并不是复制的意思。在实际开发当中，有时候会遇到一些类似的功能，有一部分已经是在别的 Service 中实现了（整个方法的功能是不一样的），但可能出于项目赶进度的时候，也可能做这个功能的员工水平不足，于是乎直接将此处代码一顿操作 ctrl + C / V 一切搞定。但对日后维护的人来说是一场灾难，万一又是自己，日后少不了“早知如此，何必当初”的感叹了。养成好的编码习惯很重要。
• 话说得好听谁都会，正是因为人都有成长的过程，所以对业务的理解转化为程序，以及编写代码的优美程度也是一步一个脚印走出来的。是否能够做到真正的松耦合，又或者“松”的过度导致程序过于臃肿，都跟个人的层次有关。付出不一定有收获，但不付出，肯定没有收获。

抛砖引玉

案例

实现一个简单计算器代码（加减乘除）

普通实现方式

/**
 * 运算类
 * Created by callmeDevil on 2019/5/26.
 */
public class Operation {

    /**
     * 获取运算结果
     * @param numA 数值A
     * @param numB 数值B
     * @param operate 运算符
     * @return
     */
    public static double getResult(double numA, double numB, String operate) {
        double result = 0L;
        switch (operate) {
            case "+":
                result = numA + numB;
                break;
            case "-":
                result = numA - numB;
                break;
            case "*":
                result = numA * numB;
                break;
            case "/":
                result = numA / numB;
                break;
            default:
                break;
        }
        return result;
    }

}

/**
 * 测试类
 * Created by callmeDevil on 2019/5/26.
 */
public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        Operation operation = new Operation();
        double numA = 10;
        double numB = 2;
        System.out.println("加法：" + operation.getResult(numA, numB, "+"));
        System.out.println("减法：" + operation.getResult(numA, numB, "-"));
        System.out.println("乘法：" + operation.getResult(numA, numB, "*"));
        System.out.println("除法：" + operation.getResult(numA, numB, "/"));
    }

}

但是这样就有个问题，如果这个计算器还需要实现开根号运算呢？难道就直接在Operation类添加一个switch分支就行了吗？不是的，这样会让原来良好运行的代码产生变化，风险太大，因此需要将各种运算的逻辑分离开来，此处引入简单工厂模式。

简单工厂模式实现

定义

又称为静态工厂模式，根据工厂类传入的参数动态决定创建某种类（这些类都继承自同一父类或实现同一接口）的实例。

UML图

结合代码有注释

/**
 * 运算基础类
 * Created by callmeDevil on 2019/5/26.
 */
public class BaseOperation {

    private double numA;
    private double numB;

    // 此处省略get、set方法

    /**
     * 获取结果
     * @return
     */
    public double getResult() {
        double result = 0L;
        return result;
    }

}

/**
 * 加法运算
 * Created by callmeDevil on 2019/5/26.
 */
public class OperationAdd extends BaseOperation {

    @Override
    public double getResult() {
        return getNumA() + getNumB();
    }

}

/**
 * 减法运算
 * Created by callmeDevil on 2019/5/26.
 */
public class OperationSub extends BaseOperation {

    @Override
    public double getResult() {
        return getNumA() - getNumB();
    }

}

/**
 * 乘法运算
 * Created by callmeDevil on 2019/5/26.
 */
public class OperationMul extends BaseOperation {

    @Override
    public double getResult() {
        return getNumA() * getNumB();
    }

}

/**
 * 除法运算
 * Created by callmeDevil on 2019/5/26.
 */
public class OperationDiv extends BaseOperation {

    @Override
    public double getResult() {
        if (getNumB() == 0){
            throw new RuntimeException("除数不能为0！");
        }
        return getNumA() / getNumB();
    }

}

/**
 * 测试类
 * Created by callmeDevil on 2019/5/26.
 */
public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        // 实现其他运算只需要更改输入的运算符即可
        BaseOperation operation = OperationFactory.createOperation("+");
        operation.setNumA(10);
        operation.setNumB(2);
        System.out.println("加法：" + operation.getResult());
    }

}

相比普通实现方式的好处

将每种运算的具体实现分离在不同的类中，工厂类只需要负责根据输入的运算符来创建对应的运算类实例即可。比如要一个开方运算是吧，那么需要创建一个开方运算类，同样继承BaseOperation，接着在工厂类中switch中添加一个case分支，然后客户端便能够跟其他运算一样调用。
可能有人会问，这里不也同样是修改了switch分支条件吗？有什么区别？问得好，说明有思考过，但是原因也很明显，要仔细想想。把四种基础运算具体实现分离出去，工厂类中就包含了四行创建实例的代码，这时修改了switch分支的风险，和普通实现方式的风险相比，哪个大已经不用细说了吧。

总结

这里案例代码比较简单，所以看起来会非常明朗，想必不必多说读者应该也能稍有体会。假如每个类型的运算非常复杂，甚至与其他模块关联，那使用设计模式的好处就体现出来了，比起全部代码堆在一个switch case上，在单独的一个类里面会更好维护和扩展吧？想做到完全不修改switch的代码是不可能，最重要的是我们达到了松耦合、可复用、可扩展目的，同时还降低了风险，有何不可。