【设计模式】简单工厂模式——以一个简单的计算器为例

本文内容参考自《大话设计模式》（程杰 著）

注：以下代码为C#实现

1.拙劣的代码

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 (O == "/")            D = Convert.ToString(Convert.ToDouble(A) / Convert.ToDouble(C));        Console.WriteLine("结果是：" + D);    }     }

毛病：命名不规范，判断分支做多次无用功，除数为0时出错，输入不是数字……

2.规范化

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 strOperate = Console.ReadLine();            Console.Write("请输入数字B：");            string strNumberB = Console.ReadLine();            string strResult = "";            switch (strOperate)            {                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.ReadLine();        }        catch (Exception ex)        {            Console.WriteLine("您的输入有错：" + ex.Message);        }    }}

以上代码规范了，但是可重用性差！

3.业务的封装

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;    }}

客户端代码

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 strOperate = 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.ReadLine();    }    catch (Exception ex)    {        Console.WriteLine("您的输入有错：" + ex.Message);    }}

问题：如果我要增加其他运算，或者是想要修改运算的法则，那么其他代码都会受到影响，比如要重新编译，调试等等。

4.松耦合

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 OperationAdd : Operation{    public override double GetResult()    {        double result = 0;        result = NumberA + NumberB;        return result;    }}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;    }}

在这里，我们定义了一个虚函数，然后其他运算继承操作类并实现该函数，这样子，如果要增加其他运算，只需要增加一个类来继承操作类就可以了，而且单个操作的修改完全不影响其他的运算！

5.简单工厂模式

使用上面代码之后，我们在客户端需要实例化相应的类，比如‘+’操作需要实例化OperationAdd，减操作需要实例化OperationSub，这样子暴露给客户的信息太多了，客户必须知道每个操作它对应的类！

使用简单的工厂模式可以避免这个问题：
简单运算工厂类

public class OperationFactory{    public static Operation createOperate(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

Operation oper;oper = OperationFactory.createOperate(“+”);oper.NumberA = 1;oper.NumberB = 2;double result = oper.GetResult();

如果一来，客户端就简化了很多，它只需要知道 OperationFactory，并通过createOperate传入相应的操作就可以了！

当我们需要修改加法运算时，只需要修改OperationAdd，当我们需要增加其他运算时，只需要增加相应的运算子类，并在运算类工厂中增加分支即可。

同时，界面显示和我们的业务逻辑也是分离的～

UML图：