简单工厂模式
源起
最近在看程杰著作的《大话设计模式》，全书以小菜和大鸟对话的形势，由浅入深的讲解程序的设计思想，影射出一个个设计模式。我之前虽然也使用过一些设计模式，但没有系统的学习、整理、总结，现从该书入手，拟补自己技术领域的一块空白。该书虽以C#语言为基础，但对Java程序猿来说，却不影响阅读。本专栏记录自己学习设计模式的过程及自己的认识，争取从小菜蜕变成大鸟。
定义
从设计模式的类型上来说，简单工厂模式是属于创建型模式，又叫做静态工厂方法（Static Factory Method）模式，简单工厂模式是由一个工厂对象决定创建出哪一种产品类的实例。简单工厂模式是工厂模式家族中最简单实用的模式。
需求
使用Java来编写一个计算器控制台程序，要求输入两个数和运算符号，得到结果。
实现
级别1
1 import java.util.Scanner; 2 3 public class Operateion{ 4 5 public static void main(String[] args) { 6 Scanner scanner = new Scanner(System.in); 7 try{ 8 do{ 9 System.out.println("输入数字A："); 10 double numA = scanner.nextDouble(); 11 System.out.println("输入运算符(+、-、*、/)："); 12 Stringoperate = scanner.next(); 13 System.out.println("输入数字B："); 14 double numB = scanner.nextDouble(); 15 double result = 0; 16 if(operate.equals("+")) 17 result = numA + numB; 18 else if (operate.equals("-")) 19 result = numA - numB; 20 else if (operate.equals("*")) 21 result = numA * numB; 22 else if (operate.equals("/") && numB != 0) 23 result = numA / numB; 24 else if (numB == 0) 25 System.err.println("除数不能为0！"); 26 else 27 System.err.println("运算符输入有误！"); 28 System.out.println("运算结果为："+ result); 29 System.out.println("是否继续操作(Y/N)："); 30 }while(!scanner.next().equalsIgnoreCase("n")); 31 }catch (RuntimeException e) { 32 System.err.println("程序发生异常退出！"); 33 } 34 } 35 }
上面的程序实现了最基本的四则运算，并对基本的异常进行了处理，还可以循环运算。假如说我别处也需要一个运算的程序，还需要再写一份，难复用。我们需要一份可以复用的代码！
级别2
1 import java.util.Scanner; 2 3 public class Operation { 4 5 /*客户端代码 */ 6 public static void main(String[] args) { 7 Scanner scanner = new Scanner(System.in); 8 try{ 9 do{ 10 System.out.println("输入数字A："); 11 double numA = scanner.nextDouble(); 12 System.out.println("输入运算符(+、-、*、/)："); 13 String operate = scanner.next(); 14 System.out.println("输入数字B："); 15 double numB = scanner.nextDouble(); 16 double result = getResult(numA, numB, operate); 17 System.out.println("运算结果为："+ result); 18 System.out.println("是否继续操作(Y/N)："); 19 }while(!scanner.next().equalsIgnoreCase("n")); 20 }catch (RuntimeException e) { 21 System.err.println("程序发生异常退出！"); 22 } 23 } 24 25 /*计算器代码 */ 26 public static double getResult(double numA, double numB, String operate) { 27 doubleresult = 0; 28 if(operate.equals("+")) 29 result = numA + numB; 30 else if (operate.equals("-")) 31 result = numA - numB; 32 else if (operate.equals("*")) 33 result = numA * numB; 34 else if (operate.equals("/") && numB != 0) 35 result = numA / numB; 36 else if (numB == 0) 37 System.err.println("除数不能为0！"); 38 else 39 System.err.println("运算符输入有误！"); 40 returnresult; 41 } 42 }
上面的程序将计算器的代码封装到一个方法中，供客户端调用，这样如果存在多个客户端，只需要调用这个方法即可，实现了代码的可复用。那么现在我们把这个工具类编译后，其他人就可以使用了，假如说现在需要添加一个新算法，求A的B次方，我们就需要修改这个类的源代码，在getResult中加入新的分支，然后重新编译，供客户端使用，难扩展。
级别3
1 public abstract class Operation { 2 3 protected double numA; 4 5 protected double numB; 6 7 public double getNumA() { 8 return numA; 9 } 10 11 public void setNumA(double numA) { 12 this.numA = numA; 13 } 14 15 public double getNumB() { 16 return numB; 17 } 18 19 public void setNumB(double numB) { 20 this.numB = numB; 21 } 22 23 public abstract double getResult(); 24 } 25 26 27 /* 加法 */ 28 public class AddOperation extends Operation { 29 30 @Override 31 public double getResult() { 32 return numA + numB; 33 } 34 35 } 36 37 38 /* 减法 */ 39 public class SubOperation extends Operation { 40 41 @Override 42 public double getResult() { 43 return numA - numB; 44 } 45 46 } 47 48 49 /* 乘法 */ 50 public class MulOperation extends Operation { 51 52 @Override 53 public double getResult() { 54 return numA * numB; 55 } 56 57 } 58 59 60 /* 除法 */ 61 public class DivOperation extends Operation { 62 63 @Override 64 public double getResult() { 65 if(numB == 0) 66 throw new RuntimeException("除数不能为0！"); 67 return numA / numB; 68 } 69 70 }
上面的代码先创建了一个抽象类Operation，然后创建了加减乘除四个子类，分别实现其运算方法，如果以后需要修改某种运算，只需要去修改相应的类即可，如果需要增加某种运算，只需要去实现Operation的getResult方法即可，那么，我们还需要一个创建运算类的工厂。
1 public class OperationFactory { 2 3 public static Operation createOperation(String operate) { 4 Operation op = null; 5 if(operate == null) 6 throw new RuntimeException("运算符不能为空！"); 7 else if(operate.equals("+")) 8 op = new AddOperation(); 9 else if(operate.equals("-")) 10 op = new SubOperation(); 11 else if(operate.equals("*")) 12 op = new MulOperation(); 13 else if(operate.equals("/")) 14 op = new DivOperation(); 15 else 16 throw new RuntimeException("运算符错误！"); 17 return op; 18 } 19 20 }
客户端代码
1 public class OperationTest { 2 3 public static void main(String[] args) { 4 Operation op = null; 5 Scanner scanner = new Scanner(System.in); 6 try { 7 do { 8 System.out.println("输入数字A："); 9 double numA = scanner.nextDouble(); 10 System.out.println("输入运算符(+、-、*、/)："); 11 String operate = scanner.next(); 12 System.out.println("输入数字B："); 13 double numB = scanner.nextDouble(); 14 15 op = OperationFactory.createOperation(operate); 16 op.setNumA(numA); 17 op.setNumB(numB); 18 19 double result = op.getResult(); 20 System.out.println("运算结果为：" + result); 21 System.out.println("是否继续操作(Y/N)："); 22 } while(!scanner.next().equalsIgnoreCase("n")); 23 } catch (RuntimeException e) { 24 System.err.println("程序发生异常退出！"); 25 e.printStackTrace(); 26 } 27 } 28 29 }
将创建对象的工作交给工厂负责，使客户端调用和运算类解耦，当我们更改运算类时，客户端代码不会收到影响，也不需要修改。同时将计算器程序中的多个分支判断拆成了各个类，当分支判断中逻辑过于复杂时，这样做是非常好的。使用面向对象语言的特性(封装、继承、多态)，以优雅的方式解决了可复用、可维护、可扩展等问题。
UML
总结
一个小小的计算器程序竟然可以写的这么perfect，编程是一门技术，更是一门艺术。在编写代码的过程中，要牢记可复用、易维护、好扩展，这样，自己才能有所提高，才是真正的软件工程师。
本文来自：高爽|JavaAnd Flex Corder，原文地址：http://blog.csdn.net/ghsau/article/details/8163418
