聊聊设计模式--简单工厂模式

简单工厂模式

​ 前面也学了很多各种微服务架构的组件，包括后续的服务部署、代码管理、Docker等技术，那么作为后端人员，最重要的任务还是代码编写能力，如何让你的代码写的漂亮、易扩展，让别人一看赏心悦目，那么设计模式就是很重的了。那么本本篇文章就来聊聊一个简单的工厂模式。

缘起

​ 一个22岁刚毕业的大学生A，计算机专业学的Java语言，到B公司面试。而面试题非常简单，实现一个简易计算器的功能，A觉得面试题很简单，三下五除二直接10分钟完事儿了。然而交卷后，迟迟等不到B公司的通知，多半是凉了，那么他是怎么实现的呢？代码如下：

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入数字A：");
        String A = sc.nextLine();
        System.out.println("请选择运算符(+、-、*、/)：");
        String B = sc.nextLine();
        System.out.println("请输入数字B：");
        String C = sc.nextLine();
        double D = 0d;
        
        if (B.equals("+")) D = Double.parseDouble(A) + Double.parseDouble(C);
        if (B.equals("-")) D = Double.parseDouble(A) - Double.parseDouble(C);
        if (B.equals("*")) D = Double.parseDouble(A) * Double.parseDouble(C);
        if (B.equals("/")) D = Double.parseDouble(A) / Double.parseDouble(C);

        System.out.println("结果是：" + D);

    }
    
}
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那么就以上的代码，按功能来说，有问题吗？

没问题，功能确实实现了；但是细看就会发现代码规范及其他的问题：

• 变量名命名问题：ABCD?
• if判断问题，假如输入的是+号，那么其他的判断还有必要再去执行吗，没必要
• 输入的不是数字时怎么处理

那么按照上面的问题，依次去改动代码

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        try {
            Scanner sc = new Scanner(System.in);
            System.out.println("请输入数字A：");
            double numberA = Double.parseDouble(sc.nextLine());
            System.out.println("请选择运算符(+、-、*、/)：");
            String strOperate = sc.nextLine();
            System.out.println("请输入数字B：");
            double numberB = Double.parseDouble(sc.nextLine());
            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.getMessage());
        }
    }

}
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行了，代码规范的问题是都已经完善了。

那么如何提高代码的可维护、可扩展、可复用、灵活性更好呢？

答案就是面向对象。

业务的封装

准确的说，就是让业务逻辑和界面逻辑分开，让它们之间的耦合度下降，只有分离开，才可以达到容易维护和扩展。

增加一个运算类

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;
    }
    
}
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那么客户端Test的代码

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        try {
            Scanner sc = new Scanner(System.in);
            System.out.println("请输入数字A：");
            double numberA = Double.parseDouble(sc.nextLine());
            System.out.println("请选择运算符(+、-、*、/)：");
            String strOperate = sc.nextLine();
            System.out.println("请输入数字B：");
            double numberB = Double.parseDouble(sc.nextLine());
            double result = Operation.getResult(numberA, numberB, strOperate);
            System.out.println("结果是：" + result);
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("您的输入有误：" + e.getMessage());
        }
    }

}
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业务逻辑和界面逻辑都分离开了，那么这种方案就是面向对象的封装，三大特性之一。

增加功能

计算器的功能发生改变了，不仅要支持+-*/，我还想要加一个平方根运算，那我们就需要去修改Operation类中的代码

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;
            case "pow":
                result = Math.pow(numberA, numberB);
                break;
        }
        return result;
    }
}
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那么问题来了，我这里是加了一个pow的case分支，加一个平方根运算的功能，但是却需要让加减乘除的运算全都得来参与编译，万一一个不小心，把加法运算改成减法了，又没有注意到，直接给上生产环境了，这之后造成的问题能承担的了吗？

那么我们为了增加功能，而不让其他已经存在的功能有代码误改的风险。继续对业务方法进行改进.

我们将Operation类置为抽象类，让其他的加减乘除继承它，并且每一个功能都是一个单独的类实现自己的业务逻辑

public abstract class Operation {
    public double getResult(double numberA, double numberB) {
        return 0d;
    }
}
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加减乘除类

public class Add extends Operation { // 加
    @Override
    public double getResult(double numberA, double numberB) {
        return numberA + numberB;
    }
}

public class Sub extends Operation { // 减
    @Override
    public double getResult(double numberA, double numberB) {
        return numberA - numberB;
    }
}

public class Mul extends Operation { // 乘
    @Override
    public double getResult(double numberA, double numberB) {
        return numberA * numberB;
    }
}

public class Div extends Operation { // 除
    @Override
    public double getResult(double numberA, double numberB) {
        if (numberB == 0) {
            System.out.println("除数不能为0");
            throw new RuntimeException();
        }
        return numberA / numberB;
    }
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实现简单工厂

上面抽象出来一个操作类(Operation)，并且有加减乘除的业务逻辑类，那么我如何得知，应该用哪个业务逻辑类呢？

这时候，我们就需要一个工厂类，工厂顾名思义就是用来加工的，我把原料放进去，工厂给我生产出来产品。

public class OperationFactory {  
    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;
    }
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客户端这里调用时

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        try {
            Scanner sc = new Scanner(System.in);
            System.out.println("请输入数字A：");
            double numberA = Double.parseDouble(sc.nextLine());
            System.out.println("请选择运算符(+、-、*、/)：");
            String strOperate = sc.nextLine();
            System.out.println("请输入数字B：");
            double numberB = Double.parseDouble(sc.nextLine());
            Operation operate = OperationFactory.createOperate(strOperate);
            double result = operate.getResult(numberA, numberB);
            System.out.println("结果是：" + result);
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("您的输入有误：" + e.getMessage());
        }
    }

}
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上面就是大致的结构图，当我们再次增加新的功能时，只需要去集成Operation运算类，然后实现自己的业务逻辑就可以了，看起来是不是比原先的一坨代码更加一目了然了，并且也提高了它的复用性、维护性、扩展性，也更加灵活了。