设计模式-简单工厂模式

简单工厂模式动机与定义

在实际的软件开发过程中，有时需要创建一些来自于相同父类的类的实例，为此可以专门定义一个类来负责创建这些类的实例，可以通过传入不同的参数来获得不同的对象，这个就是最简单的设计模式之一简单工厂模式

举个例子

现在要写一个计算器程序，实现加减乘除四则运算。

先来设计一下类图

由于四则运算都是运算符，都可以继承自同一个父类，所以用运算类来作为他们的父类，再用一个简单工厂类来根据运算类的种类来产生不同的运算符

代码实现

//定义抽象运算类
abstract class Operation {
    protected double NumberA;
    protected double NumberB;
    public void setNumberA(double NumberA) {
        this.NumberA = NumberA;
    }
    public void setNumberB(double NumberB) {
        this.NumberB = NumberB;
    }
    abstract double GetResult();
}

//加法类
class Add extends Operation {
    double GetResult() {
        return NumberA + NumberB;
    }
}

//减法类
class Subtract extends Operation {
    double GetResult() {
        return NumberA - NumberB;
    }
}

//乘法类
class Multiply extends Operation {
    double GetResult() {
        return NumberA * NumberB;
    }
}

//除法类
class Divide extends Operation {
    double GetResult() {
        if (NumberB == 0) {
            throw new ArithmeticException("Cannot divide by zero.");
        }
        return NumberA / NumberB;
    }
}
//工厂类
class OperationFactory{
    public static Operation getOperation(String operation){
        //根据传入的字符串类返回不同的运算符类型
        switch (operation){
            case "add": return new Add();
            case "subtract": return new Subtract();
            case "multiply": return new Multiply();
            case "divide": return new Divide();
            default: return null;
        }
    }
}

public class SimpleFactory {
    public static void main(String[] args) {
        Operation operation;
        OperationFactory factory = new OperationFactory();
        //根据字符串来生产出不同的运算符
        operation = factory.getOperation("add");
        operation.setNumberA(10);
        operation.setNumberB(20);
        System.out.println(operation.GetResult());
    }
}

简单工厂模式包含如下角色

1. Factory(工厂角色)，他是简单工厂模式的核心，负责实现创建所有实例的内部逻辑
2. Product(抽象产品角色)，抽象产品角色是简单工厂模式所创建的所有对象的父类，负责描绘所有实例所共有的公共接口
3. ConcreteProduct(具体产品角色)，具体产品角色是简单工厂模式的创建目标

模式分析

要修改或扩展运算能力，只需要对相应的子类进行修改或增加新的子类，再把工厂类做适当的修改。
所以不符合开闭原则
实现了一个结构相对合理的程序，具备了面向对象编程的特点，算是实现了高内聚、低耦合，易维护、
易扩展、易复用的目的。
以简单工厂类为接口，工厂类根据不同输入参数创建具体的对象，实现界面和业务的解耦（界面需求改
变和业务需求改变不互相影响）
对业务进行封装，利用继承使程序容易扩展，利用多态，用工厂类来实现对象实例的创建维护。