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【设计模式】简单工厂模式

news 2025/8/30 23:35:18

文章目录

简单工厂模式
- 1.面向对象编程
- 2. 复制？复用
- 3.业务的封装
- 4.紧耦合松耦合
- 5.简单工厂模式

简单工厂模式

本篇文章将为大家介绍设计模式–简单工厂模式。我们以一个简单的小计算器小程序介入。
这里我们来看初代代码：

  public class  Test{public static void main(String[] args) {Scanner sc = new Scanner(System.in);System.out.println("请输入数组A");String A = sc.nextLine();System.out.println("清算则运算符号（+，-，*，/）");String B = sc.nextLine();System.out.println("请输入数字C ：");String C  =sc.nextLine();double d = 0d;if(B.equals("+")){d = Double.parseDouble(A) + Double.parseDouble(C);}else if(B.equals("-")){d = Double.parseDouble(A) - Double.parseDouble(C);}else if(B.equals("*")){d= Double.parseDouble(A) * Double.parseDouble(C);}else if(B.equals("/")){d = Double.parseDouble(A) / Double.parseDouble(C);}System.out.println("结果是" + d);}}

首先针对计算器的需求，单看这个代码其实已经出现很多问题了

1.A，B，C变量命名不规范
2.用了循环的if语句判断，意味着分支需要多次判断
3.除数可能为零没有做容错判断，还有大量重复的Double.parseInt()代码。

第一版改进：

  public class  Test{public static void main(String[] args) {try{Scanner sc = new Scanner(System.in);System.out.println("请输入数组A");Double numberA = sc.nextDouble();System.out.println("请输入运算符号（+，-，*，/）");String strOperate = sc.nextLine();System.out.println("请输入数字C ：");Double numberB  =sc.nextDouble();double result = 0d;switch (strOperate){case "+":result = numberA + numberB;break;case "-":result = numberA - numberB;break;case "*":result = numberA * numberB;break;case "/":result = numberA / numberB;break;}System.out.println("结果是" + result);}catch (Exception e){System.out.println("您的输入有误: " + e.toString());}}}

虽然经过修改，我们发现在解决这个问题的时候，我们都是直觉的用计算机能够理解的逻辑来描述和表达待解决的问题及具体的求解过程。这其实是用计算机的方式去思考，比如这个计算器程序，先要求输入两个数和运算符号，然后根据运算符号判断选择如何运算得到结果，这本身没有错，但这样的思维却是的我们的程序只为满足实现当前的需求，程序不容易维护，不容易扩展，更不容易复用 从而达不到高质量代码的要求。我们可以使用面向对象的编程方法去实现这个程序，来达到这些目的

1.面向对象编程

面向对象分析设计编程思想，考虑通过封装、继承、多态把程序耦合度降低。开始使用设计模式使得程序更加灵活，容易修改，并且易于复用，只有这样，我们才能逐渐体会到面向对象带来的好处，

一个好的程序是可维护的，可扩展的，可复用的、灵活性好的！

2. 复制？复用

如果这里我们需要再写一个Windows的计算器，那么现在我们的代码能不能够复用呢？
这里我们通过复制代码虽然可以，但是复制代码是非常不好的编码习惯，当你的代码中重复的代码多到一定程度，维护的时候，可能就是一场灾难。越大的系统，这种方式带来的问题就越严重，编程有一原则，就是尽可能的去避免重复，所以上述我们的计算器代码完全可以分割开来，我们思考，哪里是与控制台无关的，哪里是只和计算器有关的。

所以针对上述代码，我们可以分一个类出来，让计算和显示分开

3.业务的封装

这里我们准确的说，就是让业务逻辑和界面逻辑分开，让他们之间的耦合度下降，只有分离开，才可以达到容易维护或扩展。

代码示例：
Operation运算类:

public class Operation{public static double Operation(double numberA,double numberB,String strOperation){double result  = 0d;switch(strOperation){case "+":result = numberA + numberB;break;case "-":result = numberA - numberB;break;case "*":result = numberA * numberB;break;case "/":result = numberA / numberB;break;}return result;}}

此时我们原来客户端的代码变成了：

 public static void main(String[] args) {Scanner sc = new Scanner(System.in);System.out.println("请输入数组A");Double numberA = sc.nextDouble();System.out.println("请输入运算符号（+，-，*，/）");String strOperate = sc.nextLine();System.out.println("请输入数字C ：");Double numberB  =sc.nextDouble();double result = Operation.getResult(numberA,numberB,strOperate);System.out.println("结果是 ： " + result);}
}

经过这样的修改之后，我们将客户端代码变得更加简洁，但是这里我们仅仅使用了面向对象三大特性之一的封装，所以现在还远远谈不上面对对象。但是面对一个如此简单的程序，我们又要如何使用继承和多态呢？

4.紧耦合松耦合

依旧以我们原来的代码为基础，我们所写的代码能否做到灵活地可修改和扩展呢？如果我们这里希望增加一个指数运算，那么我们只需要修改Operation类，在switch中多添加一个分支即可，但是要是增加一个平方根运算，却需要加减成熟的运算都得来参加编译，万一不小心，把加法变成了减法，这不就不容易维护了吗。

所以这里我们可以把加减乘除等运算分离，修改一个并不影响其他的几个，增加算法也不影响其他的代码。

public abstract class Operation {public double getResult(double numberA,double numberB){return 0d;}
}public class Add extends Operation{public double getResult(double numberA,double numberB){return numberA + numberB;}
}
public class Sub extends Operation{public class getResult(double numberA,double numberB){return numberA - numberB;}
}
public class Mul extends Operation{public double getResult(double numberA,double numberB){return numberA * numberB;}
}
public class Div extends Operation{public double getResult(double numberA,double numberB){if(numberB == 0){System.out.println("除数不能为零");}return numberA / numberB;}
}

上面的代码，我们定义了一个运算抽象类，他有一个方法是getResult(numberA，numberB) 用于得到结果，之后把加减乘除都写成运算类的子类，继承他后重写getResult）()法，这样如果要修改任何一个算法，就不需要提供其他算法的代码了，问题来了，如何让计算器知道，我希望用那个算法呢？

5.简单工厂模式

代码写到上面这种程度，我们现在面临的问题是如何去实例化对象的问题，也就引出了我们的简单工厂模式，也就是说，到底要实例化谁，将来不会增加实例化的对象，比如增加指数运算，这是很容易变化的地方，应该考虑用一个单独的类来做这个创造实例的过程，这就是工厂

简单运算工厂类代码：

 public static Operation createOperate(String operate){Operation oper = null;switch(operate){case "+" :oper = new Add();break;case "-":oper = new Sub();break;case "*":oper = new Mul();break;case "/" :oper = new Div();break;}return oper;}

此时我们只需要输入运算符号，工厂就会实例化出合适的对象，通过多态返回父类的方式实现了计算器的结果，
此时客户端代码为：

 public static void main(String[] args) {Scanner sc = new Scanner(System.in);String strOperate = sc.next();int numberA = sc.nextInt(),numberB = sc.nextInt();Operation op = OperationFactory.createOperate(strOperate);double result = op.getResult(numberA,numberB);System.out.println(result);}