设计模式-简单工厂模式

简单来说,简单工厂模式就是根据输入的参数,来生产出不同的对象。对象的创建过程对外是隐藏的,调用方只需要考虑输入什么参数即可。

假设有这样一个计算器程序,它可以输入两个数字A和B,以及一个运算符号C。然后输出运算结果。

那么我们可以利用简单工厂模式,来生成运算的算法。

为什么要这样做呢?一个很容易想到的实现方法是,用一个switch语句,来判断输入的运算符号,然后根据不同的运算符号来执行相应的运算。那么这样做有什么坏处呢?它把所有的运算逻辑,都整合到了同一个方法中。这样如果以后需要新增加一个运算,比如除了基本的加减乘除,还希望增加一个开根号运算。那么就需要将整个运算类拿来修改。这样的风险太大。新增一个功能可能会影响到原来已经开发测试好的功能。我们不希望这样做。

下面介绍如何使用简单工厂来实现运算类

首先创建一个运算类作为父类

public abstract class Operation {
	private double _numberA;
	private double _numberB;
	
	public abstract double getResult();
	
	getter & setter…
}

然后创建各个运算子类

public class operateAdd extends Operation {
	@Override
	public double getResult () {
		return get_numberA() + get_numberB();
	}
}

public class operateSub extends Operation {
	@Override
	public double getResult () {
		return get_numberA() - get_numberB();
	}
}

……

public class OperateFactory {
	public static Operation createOperate(String operate) {
		Operation oper = null;
		switch (operate) {
			case "+" :
				oper = new operateAdd();
				break;
			case "-" :
				oper = new OperateSub();
				break;
			……
		}
		return oper;
	}
}

这样,如果我们要修改一些运算的规则,只需要修改相应的子类即可。如果我们需要增加一些运算规则,也只需要增加相应的子类,在switch中增加分支即可。不会影响到其他的算法。

相关demo可以参考我的gitee仓库
https://gitee.com/akitsuki-kouzou/DesignPatternDemo

### 抽象工厂模式概述 抽象工厂模式是一种创建型设计模式,其核心在于提供了一种方式来创建一系列相关或相互依赖的对象,而不必指定它们的具体类[^2]。通过这种方式,客户端能够使用统一的接口来获取所需的产品实例,从而降低了系统组件之间的耦合度。 #### 模式的结构与工作原理 该模式主要由四个部分组成: - **抽象工厂(Abstract Factory)**:定义了一个用于创建一族具体产品对象的方法集合。 - **具体工厂(Concrete Factory)**:实现了抽象工厂所声明的操作,负责生产特定种类的产品系列。 - **抽象产品(Abstract Product)**:为每一种可能被生产的物品设定了通用接口。 - **具体产品(Concrete Product)**:实际要创建出来的实体类,继承自相应的抽象产品并实现其功能。 当客户请求某个类型的对象时,会调用相应工厂里的方法得到想要的结果;由于整个过程中只涉及到高层模块对于低层模块的引用(即仅知道如何操作抽象级别的成员),因此即使内部逻辑发生变化也不会影响到外部使用者。 #### 应用场景分析 此模式非常适合应用于以下情况: - 当应用程序存在多个可互换的产品线,并希望保持独立性以便于扩展新特性时不破坏现有代码; - 需要在运行期间动态决定应该采用哪一套设计方案来进行构建; - 要求确保同一版本下的各个组成部分始终一致地协同运作。 例如,在图形库中可以根据不同的渲染引擎选择合适的形状绘制器(如OpenGL vs DirectX)。再比如操作系统风格切换工具里根据不同主题调整窗口控件外观等都是很好的例子。 #### Java实现案例展示 下面给出一段简单的Java代码片段用来说明上述概念的应用: ```java // 定义两个层次的产品接口 public interface GUIFactory { Button createButton(); } public interface Button { void paint(); } ``` 接着分别针对Windows和MacOS平台定制化各自的GUI元素: ```java // Windows风格按钮 class WinButton implements Button { public void paint() { System.out.println("Render a button in the Windows style."); } } // MacOS风格按钮 class MacButton implements Button { public void paint() { System.out.println("Render a button in the macOS style."); } } ``` 最后建立对应的工厂类完成最终组装: ```java // 创建适用于Windows系统的UI部件制造者 class WinFactory implements GUIFactory { @Override public Button createButton() { return new WinButton(); } } // 创建适用于macOS系统的UI部件制造者 class MacFactory implements GUIFactory { @Override public Button createButton() { return new MacButton(); } } ``` 这样就可以很容易地根据当前环境配置选取适当的主题样式了。
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