设计模式——简单工厂模式
1. 简介
简单工厂模式（Simple Factory Pattern）：定义一个工厂类，根据不同的参数，创建并返回不同的类。其中这些类具有一个公共的父类或是一个接口。
简单工厂模式不属于GoF四人组提出的23种设计模式，它是最简单的工厂模式。
简单工厂模式包含类：
-
Factory：工厂类，内部有是个精通的方法，根据参数选择创建的对象
-
Product：抽象产品类，其作为具体产品的父类，负责定义产品的公共接口
-
ConcreteProduct：具体产品类，有多个，都是继承与抽象产品类，工厂就是创建该类对象
2. 示例
示例源于《大话设计模式》，通过一个简单的四则计算器来逐步的重构，最终通过简单工厂实现一个简单的四则计算器。
首先创建一个简单的控制台项目，实现一个简单的四则运算计算器功能
当提示用户输入两个数字，并输入一个四则运算符，实现计算功能
2.1 计算器V1.0
namespace Calculator
{
public class Operation
{
public static double GetResult(double numA, double numB, string oper)
{
double result = 0;
switch (oper)
{
case "+":
result = numA + numB;
break;
case "-":
result = numA - numB;
break;
case "*":
result = numA * numB;
break;
case "/":
result = numB != 0 ? numA / numB : 0;
break;
}
return result;
}
}
//让业务逻辑和界面逻辑分离
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
try
{
Console.WriteLine("enter a number");
double numA = Convert.ToDouble(Console.ReadLine());
Console.WriteLine("enter another number");
double numB = Convert.ToDouble(Console.ReadLine());
Console.WriteLine("enter operation");
string oper = Console.ReadLine();
Console.WriteLine(Operation.GetResult(numA, numB, oper).ToString());
Console.ReadKey();
}
catch (Exception e)
{
Console.WriteLine("error:" + e.Message);
Console.ReadKey();
}
}
}
}
2.2 计算器V2.0
计算器V1.0中使用类对业务逻辑进行封装了
但是你若是要是想要添加一个新的运算符则要对Operation类进行修改
其实这样是不安全的，万一你添加新的运算符的时候把原来的运算符的操作代码修改错了
这样岂不是对项目代码很不安全！
所以你可以把所有的运算符分别单独定义一个类，这样你就可以随意添加和修改某一个新的运算符
但是这时候问题又来了，主程序怎么判断要建哪一个运算符的对象
所以需要一个Factory类来判断建什么对象
在工厂类中，我们使用里氏原则（子类对象赋值给父类变量）。
即：先声明一个父类对象的变量，根据用户输入判断新建什么具体的运算符对象
工厂类，只要有一个静态方法，根据条件的返回一个各种方法的父类对象。
代码示例
//声明Operation基类（使用接口也可以，使用抽象类也可以）
public abstract class Operation
{
private double _numA;
private double _numB;
public double NumA { get; set; }
public double NumB { get; set; }
public abstract double GetResult()
}
//加法运算符
public class OperationAdd : Operation
{
public override double GetResult()
{
double result = 0;
result = this.NumA + this.NumB;
return result;
}
}
//减法运算符
public class OperationSub : Operation
{
public override double GetResult()
{
double result = 0;
result = this.NumA - this.NumB;
return result;
}
}
//乘法运算符
public class OperationMul : Operation
{
public override double GetResult()
{
double result = 0;
result = this.NumA * this.NumB;
return result;
}
}
//除法运算符
public class OperationDiv : Operation
{
public override double GetResult()
{
double result = 0;
if (this.NumB == 0)
{
throw new Exception("除数不为0！");
}
result = this.NumA / this.NumB;
return result;
}
}
//工厂类
public class OperationFactory
{
public static Operation CreateOperation(string operation)
{
Operation oper = null;
switch (operation)
{
case "+":
oper = new OperationAdd();
break;
case "-":
oper = new OperationSub();
break;
case "*":
oper = new OperationMul();
break;
case "/":
oper = new OperationDiv();
break;
}
return oper;
}
}
//主程序
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
try
{
Console.WriteLine("enter operation");
string operation = Console.ReadLine();
Operation oper = OperationFactory.CreateOperation(operation);
Console.WriteLine("enter a number");
oper.NumA = Convert.ToDouble(Console.ReadLine());
Console.WriteLine("enter another number");
oper.NumB = Convert.ToDouble(Console.ReadLine());
double result = oper.GetResult();
Console.WriteLine($"运算结果:{result.ToString()}");
Console.ReadKey();
}
catch (Exception e)
{
Console.WriteLine("error:" + e.Message);
Console.ReadKey();
}
}
}
2.3 程序类图
3. 总结分析
-
优点：简单工厂模式，使用工厂对象创建具体的产品对象，从而使得对象的使用和创建过程进行的分离。
客户端不需要关注对象是谁创建的，只要通过工厂中静态方法就可以直接获取其需要的对象
-
缺点：工厂类中需要选择创建具体某个对象，所以一旦添加新的产品则必须要对工厂中的选择逻辑进行修改，违背了开闭原则！
-
适应场合：产品类相对较少的情况，使用简单工厂创建产品对象，这样即实现了生产者与消费者的分离，也不会在工厂类中出现太复杂的判断逻辑！
