大话设计模式笔记の 简单工厂模式

2019-05-26

前言

个人风格系列笔记,不会太详细,不喜勿喷,适用于复习设计模式而做。

概要

  • 一个好的程序猿/媛敲出来的代码应该是可维护、可复用、可扩展的,也就是具有较好的灵活性。
  • 为了达到以上目的,在还没敲代码之前,需要事先考虑通过何种方式能够使自己的程序的耦合度降低,最基本的便是面向对象的封装、继承、多态
  • 但这往往是不够的,需要根据实际情况选择合适的设计模式使得程序变得更加灵活,容易修改,并且易于复用
  • 复用并不是复制的意思。在实际开发当中,有时候会遇到一些类似的功能,有一部分已经是在别的 Service 中实现了(整个方法的功能是不一样的),但可能出于项目赶进度的时候,也可能做这个功能的员工水平不足,于是乎直接将此处代码一顿操作 ctrl + C / V 一切搞定。但对日后维护的人来说是一场灾难,万一又是自己,日后少不了“早知如此,何必当初”的感叹了。养成好的编码习惯很重要。
  • 话说得好听谁都会,正是因为人都有成长的过程,所以对业务的理解转化为程序,以及编写代码的优美程度也是一步一个脚印走出来的。是否能够做到真正的松耦合,又或者“松”的过度导致程序过于臃肿,都跟个人的层次有关。付出不一定有收获,但不付出,肯定没有收获。

抛砖引玉

案例

实现一个简单计算器代码(加减乘除)

普通实现方式

/**
 * 运算类
 * Created by callmeDevil on 2019/5/26.
 */
public class Operation {

    /**
     * 获取运算结果
     * @param numA 数值A
     * @param numB 数值B
     * @param operate 运算符
     * @return
     */
    public static double getResult(double numA, double numB, String operate) {
        double result = 0L;
        switch (operate) {
            case "+":
                result = numA + numB;
                break;
            case "-":
                result = numA - numB;
                break;
            case "*":
                result = numA * numB;
                break;
            case "/":
                result = numA / numB;
                break;
            default:
                break;
        }
        return result;
    }

}
/**
 * 测试类
 * Created by callmeDevil on 2019/5/26.
 */
public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        Operation operation = new Operation();
        double numA = 10;
        double numB = 2;
        System.out.println("加法:" + operation.getResult(numA, numB, "+"));
        System.out.println("减法:" + operation.getResult(numA, numB, "-"));
        System.out.println("乘法:" + operation.getResult(numA, numB, "*"));
        System.out.println("除法:" + operation.getResult(numA, numB, "/"));
    }

}

但是这样就有个问题,如果这个计算器还需要实现开根号运算呢?难道就直接在Operation类添加一个switch分支就行了吗?不是的,这样会让原来良好运行的代码产生变化,风险太大,因此需要将各种运算的逻辑分离开来,此处引入简单工厂模式

简单工厂模式实现

定义

又称为静态工厂模式,根据工厂类传入的参数动态决定创建某种类(这些类都继承自同一父类或实现同一接口)的实例。

UML图

结合代码有注释

/**
 * 运算基础类
 * Created by callmeDevil on 2019/5/26.
 */
public class BaseOperation {

    private double numA;
    private double numB;

    // 此处省略get、set方法

    /**
     * 获取结果
     * @return
     */
    public double getResult() {
        double result = 0L;
        return result;
    }

}
/**
 * 加法运算
 * Created by callmeDevil on 2019/5/26.
 */
public class OperationAdd extends BaseOperation {

    @Override
    public double getResult() {
        return getNumA() + getNumB();
    }

}
/**
 * 减法运算
 * Created by callmeDevil on 2019/5/26.
 */
public class OperationSub extends BaseOperation {

    @Override
    public double getResult() {
        return getNumA() - getNumB();
    }

}
/**
 * 乘法运算
 * Created by callmeDevil on 2019/5/26.
 */
public class OperationMul extends BaseOperation {

    @Override
    public double getResult() {
        return getNumA() * getNumB();
    }

}
/**
 * 除法运算
 * Created by callmeDevil on 2019/5/26.
 */
public class OperationDiv extends BaseOperation {

    @Override
    public double getResult() {
        if (getNumB() == 0){
            throw new RuntimeException("除数不能为0!");
        }
        return getNumA() / getNumB();
    }

}
/**
 * 测试类
 * Created by callmeDevil on 2019/5/26.
 */
public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        // 实现其他运算只需要更改输入的运算符即可
        BaseOperation operation = OperationFactory.createOperation("+");
        operation.setNumA(10);
        operation.setNumB(2);
        System.out.println("加法:" + operation.getResult());
    }

}

相比普通实现方式的好处

将每种运算的具体实现分离在不同的类中,工厂类只需要负责根据输入的运算符来创建对应的运算类实例即可。比如要一个开方运算是吧,那么需要创建一个开方运算类,同样继承BaseOperation,接着在工厂类中switch中添加一个case分支,然后客户端便能够跟其他运算一样调用。
可能有人会问,这里不也同样是修改了switch分支条件吗?有什么区别?问得好,说明有思考过,但是原因也很明显,要仔细想想。把四种基础运算具体实现分离出去,工厂类中就包含了四行创建实例的代码,这时修改了switch分支的风险,和普通实现方式的风险相比,哪个大已经不用细说了吧。

总结

这里案例代码比较简单,所以看起来会非常明朗,想必不必多说读者应该也能稍有体会。假如每个类型的运算非常复杂,甚至与其他模块关联,那使用设计模式的好处就体现出来了,比起全部代码堆在一个switch case上,在单独的一个类里面会更好维护和扩展吧?想做到完全不修改switch的代码是不可能,最重要的是我们达到了松耦合、可复用、可扩展目的,同时还降低了风险,有何不可。