1.业务需求
大家好，我是菠菜啊。在介绍这期工厂方法模式前，我们先来看看这样的需求：升级之前的计算器，增加对数和指数运算。（看这篇文章前可以先回顾《设计模式——工厂三兄弟之简单工厂》这篇）
2.初步实现
实现初步思路：
新增运算类的子类对数和指数运算类，修改OperationFactory类，增加创建对数和指数子类判断分支。
OperationFactory类：
public class OperationFactory {
public static AOpeartion createOperation(String operator){
AOpeartion opeartion=null;
switch (operator){
case "+":
opeartion=new OperationAdd();
break;
case "-":
opeartion=new OperationSub();
break;
case "*":
opeartion=new OperationMul();
break;
case "/":
opeartion=new OperationDiv();
break;
case "log":
opeartion=new OperationLog();
break;
case "pow":
opeartion=new OperationPow();
break;
}
return opeartion;
}
}
OperationLog类：
public class OperationLog extends AOpeartion {
@Override
public Double getOperationResult(double numbera, double numberb) {
return Math.log(numbera)/Math.log(numberb);
}
}
OperationPow类：
public class OperationPow extends AOpeartion {
@Override
public Double getOperationResult(double numbera, double numberb) {
return Math.pow(numbera,numberb);
}
}
思考：上述代码是按照上一篇简单工厂设计模式来设计的，每增加一种运算都要修改运算工厂类，影响了原有的代码运行，违反了开闭原则**。期望新增这俩种运算不影响现有程序，并且有扩展性。那么问题出现在哪里呢？我们发现OperationFactory不够抽象，应该针对接口编程，而不是实现编程（《设计模式基础——设计原则介绍》这篇的依赖倒置原则）。
3.方案改进
改造思路：
新增抽象类AFactory,增加基础工厂类BasicOperationFactory、高级工厂类AdvanceOperationFactory子类，将之前的加减乘除运算子类对象的创建移动到BasicOperationFactory中，AdvanceOperationFactory中添加指数和对数运算子类对象的创建逻辑。增加OperationFactory2类，根据输入的运算符创建相应的工厂类，并且输出相应的运算子类。
AFactory类：
public abstract class AFactory {
public abstract AOpeartion createOperation(String operator);
}
BasicOperationFactory类：
public class BasicOperationFactory extends AFactory {
public AOpeartion createOperation(String operator){
AOpeartion opeartion=null;
switch (operator){
case "+":
opeartion=new OperationAdd();
break;
case "-":
opeartion=new OperationSub();
break;
case "*":
opeartion=new OperationMul();
break;
case "/":
opeartion=new OperationDiv();
break;
case "log":
opeartion=new OperationLog();
break;
case "pow":
opeartion=new OperationPow();
break;
}
return opeartion;
}
}
AdvanceOperationFactory类：
public class AdvanceOperationFactory extends AFactory {
public AOpeartion createOperation(String operator){
AOpeartion opeartion=null;
switch (operator){
case "log":
opeartion=new OperationLog();
break;
case "pow":
opeartion=new OperationPow();
break;
}
return opeartion;
}
}
OperationFactory2类：
public class OperationFactory2 {
public static AOpeartion createOperation(String operator){
AFactory factory=null;
switch (operator){
case "+":
case "-":
case "*":
case "/":
factory=new BasicOperationFactory();
break;
case "log":
case "pow":
factory=new AdvanceOperationFactory();
break;
}
return factory.createOperation(operator);
}
}
CalClient2类：
public class CalClient2 {
public static void main(String[] args) {
Scanner sc=new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入第一个数：");
double numbera=sc.nextDouble();
System.out.println("请输入运算符：");
String operator=sc.next();
System.out.println("请输入第二个数：");
double numberb=sc.nextDouble();
AOpeartion opeartion= OperationFactory2.createOperation(operator);
if(null!=opeartion){
System.out.println("运算结果为："+(opeartion.getOperationResult(numbera,numberb)));
}else{
System.out.println("运算工厂获取运算类失败");
}
}
}
思考：OperationFactory工厂类通过输入的运算符去实例化相应合适的对象，通过多态返回父类的方式实现了计算器的结果。后续如果修改具体的计算方法只要修改具体的计算类即可，不会影响其它计算类。如果增加计算方法，增加实现相应的计算类的具体子类以及增加计算工厂类的switch分支即可。需求是变化的，而且我们不可能事先就了解所有的需求，所以我们在设计的时候就要考虑后续的可扩展性、可维护性。
4.定义和组成结构
工厂方法模式（FactoryMethod），定义一个创建产品对象的工厂接口，让工厂子类决定实例化那一个产品类。工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类。
我们把被创建的对象称为“产品”，把创建产品的对象称为“工厂”。工厂方法模式”是对简单工厂模式的进一步抽象化，其好处是可以使系统在不修改原来代码的情况下引进新的产品，即满足开闭原则。
工厂方法模式的主要角色如下：
- 抽象工厂（AbstractFactory）：提供了创建产品的接口，调用者通过它访问具体工厂的工厂方法 CreateProduct() 来创建产品。
- 具体工厂（ConcreteFactory）：主要是实现抽象工厂中的抽象方法，完成具体产品的创建。
- 抽象产品（AbstractProduct）：定义了产品的规范，描述了产品的主要特性和功能。
- 具体产品（ConcreteProduct）：实现了抽象产品角色所定义的接口，由具体工厂来创建，它同具体工厂之间一一对应。
5.优缺点以及应用场景
优点：
- 用户只需要知道具体工厂的名称就可得到所要的产品，无须知道产品的具体创建过程，延续了简单工厂创建者和使用者的分离的优点
- 在系统增加新的产品时只需要添加具体产品类和对应的具体工厂类，无须对原工厂进行任何修改，满足开闭原则
- 高层模块只需要知道产品的抽象类，解耦，满足迪米特法则
缺点:
- 每增加一个产品就要增加一个具体产品类和一个对应的具体工厂类，这增加了系统的复杂度
- 抽象产品只能生产一种产品
适用场景：
- 使用者只知道创建产品的工厂名，而不知道具体的产品名。
- 创建对象的任务由多个具体子工厂中的某一个完成，而抽象工厂只提供创建产品的接口。
友情提示：请尊重作者劳动成果，如需转载本博客文章请注明出处！谢谢合作！
【作者：我爱吃菠菜 个人博客地址】
