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,但不属于23种GOF设计模式之一。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,可以理解为是不同工厂模式的一个特殊实现。
让我们从一个简单的实例开始:
用任意一种面向对象的语言是实现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。
这很简单,直接上代码(C#):
public class program { static void Main(string[] args) { Console.Write("请输入数字A:"); string A = Console.ReadLine(); Console.Write("请选择运算符号(+,-,*,/):"); string B = Console.ReadLine(); Console.Write("请输入数字B:"); string C = Console.ReadLine(); string D = ""; if (B == "+") D = Convert.ToString(Convert.ToDouble(A) + Convert.ToDouble(C)); if (B == "-") D = Convert.ToString(Convert.ToDouble(A) - Convert.ToDouble(C)); if (B == "*") D = Convert.ToString(Convert.ToDouble(A) * Convert.ToDouble(C)); if (B == "/") D = Convert.ToString(Convert.ToDouble(A) / Convert.ToDouble(C)); Console.WriteLine("结果是:" + D); } }
代码显然可以满足功能,但是这远远不够:
首先,ABCD的命名极不规范;
if判断分支,意味着每个条件都要做判断,等于让计算机做了三次无用功;
如果除数时,客户输入了0怎么版,如果用户输入的是字符串而不是数字怎么办;
让我们修改一下代码,规范一下代码规范:
public class program { static void Main(string[] args) { try { Console.Write("请输入数字A:"); string strNumberA = Console.ReadLine(); Console.Write("请选择运算符号(+,-,*,/):"); string strOperat = Console.ReadLine(); Console.Write("请输入数字B:"); string strNumberB = Console.ReadLine(); string strResult = ""; switch (strOperat) { case "+": strResult = Convert.ToString(Convert.ToDouble(strNumberA) + Convert.ToDouble(strNumberB)); break; case "-": strResult = Convert.ToString(Convert.ToDouble(strNumberA) - Convert.ToDouble(strNumberB)); break; case "*": strResult = Convert.ToString(Convert.ToDouble(strNumberA) * Convert.ToDouble(strNumberB)); break; case "/": if (strNumberB != "0") strResult = Convert.ToString(Convert.ToDouble(strNumberA) / Convert.ToDouble(strNumberB)); else strResult = "除数不能为0!"; break; } Console.WriteLine("结果是:" + strResult); Console.WriteLine(); } catch(Exception ex) { Console.WriteLine("您的输入有错:" + ex.Message); } }}
看起来还不错,就目前代码来说,实现计算器是没有问题的,但是这样真的就够了吗,如果我们要扩展这个计算器怎么办呢,显然,这个程序还有待改进,我们想让这个程序可维护,可扩展,可复用,怎么办呢?我们是不是应该采用面向对象的方式来实现一下呢,听起来还不错,我们来试一下吧:
我们将业务逻辑与界面逻辑分开,让他们之间的耦合度下降。只有分隔开,才可以达到容易维护或扩展:
我们先来一个Operation运算类:
public class Operation{ public static double GetResult(double numberA, double numberB, string operate) { double result = 0d; switch (operate) { case "+": result = numberA + numberB; break; case "-": result = numberA - numberB; break; case "*": result = numberA * numberB; break; case "/": result = numberA / numberB; break; } return result; }}
再来看看客户端代码:
public class program { static void Main(string[] args) { try { Console.Write("请输入数字A:"); string strNumberA = Console.ReadLine(); Console.Write("请选择运算符号(+,-,*,/):"); string strOperat = Console.ReadLine(); Console.Write("请输入数字B:"); string strNumberB = Console.ReadLine(); string strResult = ""; strResult = Convert.toString(Operation.GetResult(Convert.ToDouble(strNumberA), Convert.ToDouble(strNumberB), strOperate); Console.WriteLine("结果是:" + strResult); Console.WriteLine(); } catch(Exception ex) { Console.WriteLine("您的输入有错:" + ex.Message); } }}
这样显然是不错的,我们已经完全将业务逻辑与界面逻辑分开了,这样我们就可以在Windows程序、Web版程序,PDA、手机上面调用该类进行运算了,面向对象似乎挺简单的,但是别高兴太早,仅此而已,实在谈不上面向对象,面向对象三大特性我们只使用了封装,还有继承和多态我们并没有使用呢,我们需要将我们的代码再升华一下:
如果我们需要新增一个开根运算怎么办呢,你可能会想改一下Operation类,在switch中加一个分支不就够了吗,这样可以,但是显然不安全,这里我不说,你可以思考一下,或许看了下面的代码你就懂了(别忘了我们要做什么----继承与多态):
看代码:
Operation运算类:
public class Operation{ private double _numberA = 0; private double _numberB = 0; public double NumberA { get { return _numberA; } set { _numberA = value; } } public double NumberB { get { return _numberB; } set { _numberB = value; } } public virtual double GetResult() { double result = 0; return result; }}
加减乘除类:
class OperationSub : Operation{ public override double GetResult() { double result = 0; result = NumberA - NumberB; return result; }}class OperationMul : Operation{ public override double GetResult() { double result = 0; result = NumberA * NumberB; return result; }}class OperationDiv : Operation{ public override double GetResult() { double result = 0; if(NumberB == 0) { throw new Exception("除数不能为0!"); } result = NumberA / NumberB; return result; }}
你懂我的意思了吗,没错,我们应该再降一下代码的耦合度,让代码从紧耦合到松耦合,是不是看起来好多了。
说到现在,我们还没谈到简单工厂模式呢,现在我们在代码中引入简单工厂模式,来看看:
我们现在的问题其实就是如何去实例化对象的问题,将来会不断增加实例化的对象,比如开根运算,我们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:
public class OperationFactory{ public static Operation creatOperate(string operate) { Operation oper = null; switch(operate) { case "+": oper = new OperationAdd(); break; case "-": oper = new OperationSub(); break; case "*": oper = new OperationMul(); break; case "/": oper = new OperationDiv(); break; } return oper; }}
客户端代码:
public class program{ static void Main(string[] args) { Operation oper; oper = OperationFactory.creatOperate("+"); oper.NumberA = 1; oper.NumberB = 2; double result = oper.GetResult(); Console.WriteLine(result); }}
现在我们要新增运算,只需要增加相应的运算子类就可以了,并在运算类工厂switch中增加分支。