设计模式--简单工厂模式

简单工厂模式(Simple Factory Pattern)

定义：又叫静态工厂方法模式(Static FactoryMethod Pattern),是通过专门定义一个类来负责创建其他类的实例，被创建的实例通常都具有共同的父类。

类型：创建型模式

UML图

简单工厂模式中所包含的角色及其相应职责如下：

工厂(Creator)角色:简单工厂模式的核心，由它负责创建所有类的内部逻辑。当然工厂类必须能被外界调用，创建所需要的产品对象。

抽象产品(Product)角色:简单工厂模式所创建的所有对象的父类，注意，这里的父类可以是接口也可以是抽象类，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：简单工厂所创建的具体实例对象，这些具体的产品往往都拥有共同的父类。

使用场景及代码实现

使用Java来编写一个计算器控制台程序，要求输入两个数和运算符号，得到结果

public abstract class Operation {    protected double numA;    protected double numB;    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;    }    public abstract double getResult();}

/* 加法 */public class AddOperation extends Operation {    @Override    public double getResult() {        return numA + numB;    } }

/* 减法 */public class SubOperation extends Operation {    @Override    public double getResult() {        return numA - numB;    }}

/* 乘法 */public class MulOperation extends Operation {    @Override    public double getResult() {        return numA * numB;    }}

/* 除法 */public class DivOperation extends Operation {    @Override    public double getResult() {        if (numB == 0)            throw new RuntimeException("除数不能为0！");        return numA / numB;    }}

上面的代码先创建了一个抽象类Operation，然后创建了加减乘除四个子类，分别实现其运算方法，如果以后需要修改某种运算，只需要去修改相应的类即可，如果需要增加某种运算，只需要去实现Operation的getResult方法即可，那么，我们还需要一个创建运算类的工厂。

public class OperationFactory {    public static Operation createOperation(String operate) {        Operation op = null;        if (operate == null)            throw new RuntimeException("运算符不能为空！");        else if (operate.equals("+"))            op = new AddOperation();        else if (operate.equals("-"))            op = new SubOperation();        else if (operate.equals("*"))            op = new MulOperation();        else if (operate.equals("/"))            op = new DivOperation();        else            throw new RuntimeException("运算符错误！");        return op;    }}

客户端代码

public class OperationTest {    public static void main(String[] args) {        Operation op = null;        Scanner scanner = new Scanner(System.in);        try {            do {                System.out.println("输入数字A：");                double numA = scanner.nextDouble();                System.out.println("输入运算符(+、-、*、/)：");                String operate = scanner.next();                System.out.println("输入数字B：");                double numB = scanner.nextDouble();                op = OperationFactory.createOperation(operate);                op.setNumA(numA);                op.setNumB(numB);                double result = op.getResult();                System.out.println("运算结果为：" + result);                System.out.println("是否继续操作(Y/N)：");            } while (!scanner.next().equalsIgnoreCase("n"));        } catch (RuntimeException e) {            System.err.println("程序发生异常退出！");            e.printStackTrace();        }    }}

将创建对象的工作交给工厂负责，使客户端调用和运算类解耦，当我们更改运算类时，客户端代码不会受到影响，也不需要修改。同时将计算器程序中的多个分支判断拆成了各个类，当分支判断中逻辑过于复杂时，这样做是非常好的。使用面向对象语言的特性(封装、继承、多态)，以优雅的方式解决了可复用、可维护、可扩展等问题。

简单工厂模式的优缺点分析

优点：工厂类是整个模式的关键所在。它包含必要的判断逻辑，能够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。用户在使用时可以直接根据工厂类去创建所需的实例，而无需了解这些对象是如何创建以及如何组织的。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，这就直接导致一旦这个工厂出了问题，所有的客户端都会受到牵连；而且由于简单工厂模式的产品室基于一个共同的抽象类或者接口，这样一来，但产品的种类增加的时候，即有不同的产品接口或者抽象类的时候，工厂类就需要判断何时创建何种种类的产品，这就和创建何种种类产品的产品相互混淆在了一起，违背了单一职责，导致系统丧失灵活性和可维护性。而且更重要的是，简单工厂模式违背了“开放封闭原则”，就是违背了“系统对扩展开放，对修改关闭”的原则，因为当我新增加一个产品的时候必须修改工厂类，相应的工厂类就需要重新编译一遍。

总结一下：简单工厂模式分离产品的创建者和消费者，有利于软件系统结构的优化；但是由于一切逻辑都集中在一个工厂类中，导致了没有很高的内聚性，同时也违背了“开放封闭原则”。另外，简单工厂模式的方法一般都是静态的，而静态工厂方法是无法让子类继承的，因此，简单工厂模式无法形成基于基类的继承树结构。

简单工厂模式的实际应用简介

作为一个最基本和最简单的设计模式，简单工厂模式却有很非常广泛的应用，我们这里以Java中的JDBC操作数据库为例来说明。

JDBC是SUN公司提供的一套数据库编程接口API，它利用Java语言提供简单、一致的方式来访问各种关系型数据库。Java程序通过JDBC可以执行SQL语句，对获取的数据进行处理，并将变化了的数据存回数据库，因此，JDBC是Java应用程序与各种关系数据进行对话的一种机制。用JDBC进行数据库访问时，要使用数据库厂商提供的驱动程序接口与数据库管理系统进行数据交互。

客户端要使用使用数据时，只需要和工厂进行交互即可，这就导致操作步骤得到极大的简化，操作步骤按照顺序依次为：注册并加载数据库驱动，一般使用Class.forName();创建与数据库的链接Connection对象；创建SQL语句对象preparedStatement(sql)；提交SQL语句，根据实际情况使用executeQuery()或者executeUpdate()；显示相应的结果；关闭数据库。