工厂方法？按图索骥！

前言

还记得在第3节的简单工厂模式，我们实现了一个简易计算器。简单工厂模式的最大优点在于工厂类中包含了必要的逻辑判断，根据客户端的选择条件动态实例化相关类，去除了与具体运算类的依赖。

但其问题也就在这里，如果要加一个‘求余’运算符的功能，我们需要在运算工厂类的方法里加‘Case’的分支条件的，那这就必然涉及到修改原有的类？这就等于说，我们不但对扩展开放了，对修改也开放了，就违背了开放-封闭原则。那有没有一种方法既可以实现简单工厂方法的作用，又能够避免修改已有的类呢？

有的，那就是我们之后将介绍的工厂方法模式。

什么是工厂方法模式？

工厂方法模式（Factory method），定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类。

在之前的简单工厂方法实现中，**工厂类与分支耦合（如果新增一种运算符，需要在工厂类中添加一个分支）。既然工厂类与分支耦合，那么根据依赖倒置原则，我们可以将工厂类抽象成一个接口，**该接口只有一个方法，那就是创建对应的运算符，**通过这种方式，将两者进行解耦合，**其UML类图如下。

工厂方法实现

我们来看看如果使用工厂方法，应该如何实现之前的简易计算器。

再次回顾一下计算器的要求：“实现一个计算器程序，要求输入两个数和运算符号，得到结果，暂时实现加减乘除即可，考虑之后的运算符扩充。”基于工厂方法，我们可以将UML类图设计成这样：

运算符类

运算符类跟第3节相同，在此不再赘述。

package com.whitedew.factorymethod;//操作类
public class Operation {//子类能继承父类的所有属性，但父类若为私有属性，子类只是拥有，无法使用。//因此使用protected修饰protected double numberA = 0;protected double numberB = 0;public double getNumberA() {return numberA;}public void setNumberA(double numberA) {this.numberA = numberA;}public double getNumberB() {return numberB;}public void setNumberB(double numberB) {this.numberB = numberB;}public double getResult() {double result = 0;return result;}
}

具体运算类

同第3节的代码，此处省略。

工厂接口

所有的具体运算类都需要一个工厂来实现这个接口。

public interface IFactory {Operation createOperation();
}

运算类的工厂

所有的运算类都需要一个对应的工厂，来实现上面的那个工厂接口，并且由这个工厂实例来创建不同的产品实例。以乘法为例：

public class MultiFactory implements IFactory {@Overridepublic Operation createOperation() {return new OperationMulti();}
}

计算器的客户端

由于switch case已经从工厂类中移除，于是有关运算符的判断就需要放到客户端来实现了。

package com.whitedew.factorymethod;
public class CalculatorClient {public static void main(String[] args) {IFactory iFactory = null;int numberA = 0;int numberB = 0;String operationStr = null;Scanner scanner = new Scanner(System.in);System.out.print("请输入数字A : ");// 判断是否还有输入if (scanner.hasNext()) {numberA = scanner.nextInt();System.out.println("输入的数据为：" + numberA);}System.out.print("请选择运算符(+-*/): ");// 判断是否还有输入if (scanner.hasNext()) {operationStr = scanner.next();System.out.println("选择的运算符为：" + operationStr);}System.out.print("请输入数字B : ");// 判断是否还有输入if (scanner.hasNext()) {numberB = scanner.nextInt();System.out.println("输入的数据为：" + numberB);}switch (operationStr) {case "+":iFactory = new AddFactory();break;case "-":iFactory = new SubFactory();break;case "*":iFactory = new MultiFactory();break;case "/":iFactory = new DivFactory();break;default:System.out.println("操作符为空");System.exit(0);}Operation operation = iFactory.createOperation();operation.setNumberA(numberA);operation.setNumberB(numberB);double result = operation.getResult();System.out.println("结果为" + numberA + operationStr + numberB + "=" + result);}
}