简单工厂模式

简单工厂模式（Simple Factory Pattern）就是最简单的工厂模式实现。工厂模式的使用场景是十分明显的。举例来说，假设有一个接口Interface存在于代码包package中供使用者使用，这个接口有很多实现类，ClassA，ClassB，ClassC...，它们都包含在代码包中。现在我们要使用Interface的特性，如果不使用工厂模式，但是又想利用面向对象多态的特性，使程序具有较好的可扩展性，我们恐怕要这样写：

Interface i = new ClassA();

当我们想要换一种Interface的实现时，恐怕就要把new的对象换一下了。但是这样做不好，使用者需要知道ClassA，ClassB等，使用者写出来的代码和代码包package中的实现细节耦合过深了。用户使用的是接口的特性，却不得不关注ClassX这些实现类，使用者本不应该关心这些的。因此工厂模式诞生了，使用者调用工厂，工厂根据使用者描述的需求，自动返回一个类的实例供使用者使用。使用者只需知道，用的是Interface，其实例通过工厂获取。

Interface i = Factory.getInstance(description);

简单工厂模式示例

下面例子中，我们实现一个控制台程序，用户输入例如1 + 2，输出结果3，支持加减乘除操作。

Calculator.java

public interface Calculator {
    public abstract double calculate(double x, double y);
}

AddCalculator.java

public class AddCalculator implements Calculator {
    @Override
    public double calculate(double x, double y) {
        return x + y;
    }
}

CalculatorFactory.java

public class CalculatorFactory {
    public static Calculator getCalculator(String operation) {
        if ("+".equals(operation)) {
            return new AddCalculator();
        } else if ("-".equals(operation)) {
            return new SubCalculator();
        } else if ("*".equals(operation)) {
            return new MultCaculator();
        } else if ("/".equals(operation)) {
            return new DivCalculator();
        } else {
            throw new RuntimeException("未支持运算");
        }
    }
}

Main.java

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);

        double x = scanner.nextDouble();
        String operation = scanner.next();
        double y = scanner.nextDouble();

        Calculator calculator = CalculatorFactory.getCalculator(operation);
        System.out.println(calculator.calculate(x, y));

        scanner.close();
    }
}

上述代码中，我们首先定义了一个运算符接口，这个接口表示一种“行为”，即运算符类能够执行运算操作。四个运算符实现类实现运算符接口，这里因为篇幅，代码中只列出了AddCalculator，实际上还定义了SubCalculator，MultCaculator，DivCalculator。工厂类CalculatorFactory包含静态方法getCalculator()，该方法中我们根据对需要的运算符的描述信息，实例化正确的运算符返回给用户。

这样设计有什么好处？

你可能发现了，这么写不是有病吗？我用Python甚至一行即可解决该需求print(eval(input()))，上面代码这一写就是7个文件90行代码。

但是我们要知道，如果项目架构变得越来越大，使用设计模式的优越性就会凸现出来。上面代码中，我们首先利用接口实现了运算符类的抽象，其次利用简单工厂模式实现了使用者和接口实现类之间的解耦。当需求发生改变时，例如添加一个新的自定义运算符mod，此时我们直接实现Calculator接口创建ModCaculator并并修改工厂类实现即可，使用者使用工厂类进行运算还是一样的方便，并且无需关注ModCaculator。

作者：Gacfox
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