设计模式之简单工厂模式

一、什么是简单工厂模式

从设计模式的类型上来说，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。

二、简单工厂模式的UML类图

三、应用简单工厂模式

下面通过一个实际的例子来说明简单工厂模式的用法，我们的例子是一个计算器，如何实现一个使用简单工厂模式的计算器呢？

这里我们假设现在需要实现计算器的加减乘除四个功能，这4个功能的操作对象是两个数，我们用Java代码来实现它，先来分析一下，对于每一个操作，我们需要两个数和一种运算符，可以将这四个操作抽象出一个类来，这个类中包含有待运算的两个数，和一个计算这两个数的操作结果的方法，我们新建一个抽象类Operation，代码如下：

package cn.yubo.simplefactory;/** * 抽象的运算类 * @author yubo<br/> * 2014年12月3日 */public abstract class Operation {private double numA;private double numB;abstract double doOperate();public double getNumA() {return numA;}public void setNumA(double numA) {this.numA = numA;}public double getNumB() {return numB;}public void setNumB(double numB) {this.numB = numB;}}

在上面的代码中，我们在抽象的Operation类中定义了两个double类型的数numA和numB，这两个数用于计算，并且提供了get和set方法，然后定义了抽象方法doOperate()，这个方法我们在子类中去复写。

下面我们为加减乘除这四个不同的操作分别创建不同的子类，通过集成上面的Operation类来实现，看下面的代码：

package cn.yubo.simplefactory;public class AddOperation extends Operation {@Overridedouble doOperate() {return getNumA() + getNumB();}}

AddOperation类的代码很简单，就是继承Operation类后，复写父类的doOperate()方法，返回两个数相加的结果。

下面的SubOperation类、MulOperation类和DivOperation类的代码同样如此，都是对两个数做相应的运算操作并返回计算结果，代码如下：

package cn.yubo.simplefactory;public class SubOperation extends Operation {@Overridedouble doOperate() {return getNumA() - getNumB();}}

package cn.yubo.simplefactory;public class MulOperation extends Operation {@Overridedouble doOperate() {return getNumA() * getNumB();}}

package cn.yubo.simplefactory;public class DivOperation extends Operation {@Overridedouble doOperate() {if(getNumB() == 0){try {throw new Exception("除数不能为0");} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}return getNumA() / getNumB();}}

写好上面的4个对应4种不同操作的类之后，我们就该使用它们了，但是在使用之前，我们要考虑下，该怎么实例化这些类呢？这里就需要创建一个工厂类了，工厂类的主要职责就是创建上面4个不同的类，工厂类的代码如下：

package cn.yubo.simplefactory;public class OperationFactory {public static Operation createOperation(Operator operator){Operation operation = null;switch(operator){case ADD:operation = new AddOperation();break;case SUB:operation = new SubOperation();break;case MUL:operation = new MulOperation();break;case DIV:operation = new DivOperation();break;}return operation;}}

我们看到工厂类OperationFactory中，有一个静态方法createOperation()，其中的参数是一个枚举类型的值，枚举类Operator的代码如下：

package cn.yubo.simplefactory;/** * 运算符 * @author yubo<br/> * 2014年12月3日 */public enum Operator {ADD, //加SUB, //减MUL, //乘DIV  //除}

在工厂类中，我们通过传入的不同参数，来实例化不同的运算类，最后是使用工厂类创建工厂并运算，测试代码如下：

package cn.yubo.simplefactory;public class Test {public static void main(String[] args) {Operation addOper = OperationFactory.createOperation(Operator.ADD);addOper.setNumA(1);addOper.setNumB(3);double result = addOper.doOperate();System.out.println(result);}}

至此所有的代码就都完成了，下面总结一下简单工厂模式中的一些角色和他们的职责：

工厂（Creator）角色（对应上面的OperationFactory类）
简单工厂模式的核心，它负责实现创建所有实例的内部逻辑。工厂类的创建产品类的方法可以被外界直接调用，创建所需的产品对象。
抽象产品（Product）角色（对应上面的Operation类）
简单工厂模式所创建的所有对象的父类，它负责描述所有实例所共有的公共接口。
具体产品（Concrete Product）角色（对应上面的四种不同运算类）
是简单工厂模式的创建目标，所有创建的对象都是充当这个角色的某个具体类的实例。

四、简单工厂模式的优缺点

优点
工厂类是整个模式的关键.包含了必要的逻辑判断,根据外界给定的信息,决定究竟应该创建哪个具体类的对象.通过使用工厂类,外界可以从直接创建具体产品对象的尴尬局面摆脱出来,仅仅需要负责“消费”对象就可以了。而不必管这些对象究竟如何创建及如何组织的．明确了各自的职责和权利，有利于整个软件体系结构的优化。
缺点
由于工厂类集中了所有实例的创建逻辑，违反了高内聚责任分配原则，将全部创建逻辑集中到了一个工厂类中；它所能创建的类只能是事先考虑到的，如果需要添加新的类，则就需要改变工厂类了。
当系统中的具体产品类不断增多时候，可能会出现要求工厂类根据不同条件创建不同实例的需求．这种对条件的判断和对具体产品类型的判断交错在一起，很难避免模块功能的蔓延，对系统的维护和扩展非常不利；这些缺点在工厂方法模式中得到了一定的克服。