工廠模式之簡單工廠模式

嵌動初心(aaron)發表於2018-05-11
模式

簡單工廠模式簡介

工廠模式有一種非常形象的描述，建立物件的類就如一個工廠，而需要被建立的物件就是一個個產品；在工廠中加工產品，使用產品的人，不用在乎產品是如何生產出來的。從軟體開發的角度來說，這樣就有效的降低了模組之間的耦合。

簡單工廠的作用是例項化物件，而不需要客戶瞭解這個物件屬於哪個具體的子類。簡單工廠例項化的類具有相同的介面或者基類，在子類比較固定並不需要擴充套件時，可以使用簡單工廠。如資料庫生產工廠就是簡單工廠的一個應用

  • 優點：可以使使用者根據引數獲得對應的類例項，避免了直接例項化類，降低了耦合性；
  • 缺點：可例項化的型別在編譯期間已經被確定，如果增加新類 型，則需要修改工廠，不符合OCP（開閉原則）的原則。簡單工廠需要知道所有要生成的型別，當子類過多或者子類層次過多時不適合使用。

物件導向的要點

  • 物件導向三大特性：封裝、繼承、多型。
  • 通過封裝、繼承、多型把程式耦合降低。
  • 業務邏輯和介面邏輯分開。

程式設計的要點

  • 程式應該做到：（1）可維護；（2）可複用；（3）可擴充套件；（4）靈活性好。
  • 可維護：就是說程式碼一處更改，不能產生連鎖反應，不能影響其他地方。
  • 可複用：儘量減少重複性程式碼。
  • 可擴充套件：如果要擴充套件新的功能、新的業務，則只需要增加新的類就好了，不對已有的類和邏輯產生影響。插拔式的應用。

例項分析

題目：

用任意一種面嚮物件語言實現一個計算器控制檯程式。要求輸入兩個數和運算子號，得到結果。

設計有缺陷的程式碼

#！/usr/bin/env python
# _*_ coding utf-8 _*_
#Author: aaron

num1 = int(input(`請輸入第一個數：`))
op =input(`請輸入運算子(+ - * /)：`)
num2 = int(input(`請輸入第一個數：`))

if op == `+`:
    res = num1 + num2
elif op == `-`:
    res = num1 - num2
elif op == `*`:
    res = num1 * num2
elif op == `/`:
    res = num1 / num2

print(`運算結果為：`,res)

 存在的問題

  • 業務邏輯和介面邏輯沒有分開
  • 業務邏輯有漏洞（除法中num2沒有做非零判斷）
  • 不具有擴充套件性（無法新增新功能，eg：加入平方運算，再加入一條“elif語句”是很糟糕的修改方式，下文詳細敘述）
  • 可維護性差（eg：加入平方運算時，很可能修改其他地方的原始碼，有人就說了，怎麼可能，不就是再加入一條“elif語句”嗎？是的，反這種低階錯誤的概率很小，我所說的是惡意修改原始碼。當然，又有人反駁了，不就是新增一種運算嗎，我修改其他運算幹嘛？是的，非常正確。但你想過沒，如果我們這裡的“if語句”不是做運算子的判斷，而是做某個公司的薪資計算呢，那修改程式碼的程式設計師會不會惡意將和自己相關的地方修改了呢？這也解釋了不具有擴充套件性的問題了）

完善後的程式碼

設計思路分析

1. 首先，搞清楚業務中容易發生變化的部分。在本應用中，要求計算兩個數的運算結果，那麼要進行什麼樣的運算，這就是一個容易發生變化的部分。例如，我們現在只想實現加減乘除運算，後期又想增加開根或者求餘運算。那麼如何應對這種需求帶來的變化。在程式設計的時候就應該考慮到程式的可維護性、可擴充套件性、程式碼的可複用性、靈活性等等。
 
2. 例如現在這個運算器只有加減乘除四種運算。首先建一個Operation類，這個類是各種具體運算類（加減乘除）的父類，主要是接受使用者輸入的數值。該類如下：

class Operation():  
    def __init__(self,NumberA=0,NumberB=0):  
        self.NumberA = NumberA  
        self.NumberB = NumberB  
  
    def GetResult(self):  
        pass

 3. 然後是具體的運算類：Add、Sub、Mul、Div。他們都繼承了Operation類，並且重寫了getResult()方法。這樣就可以用多型性降低不同業務邏輯的耦合度，修改任何一種運算類都不會影響其他的運算類。具體類的程式碼如下：

class AddOp(Operation):  
    def GetResult(self):  
        return self.NumberB + self.NumberA  
  
class MinusOp(Operation):  
    def GetResult(self):  
        return self.NumberA - self.NumberB  
  
class MultiOp(Operation):  
    def GetResult(self):  
        return self.NumberA * self.NumberB  
  
class DivideOp(Operation):  
    def GetResult(self):  
        try:  
            return 1.0*self.NumberA / self.NumberB  
        except ZeroDivisionError:  
            raise

 4.  那麼如何讓計算器知道我是要用哪一種運算呢？也就是說到底要例項化哪一個具體的運算類，Add？Sub？Mul？Div？這時就應該考慮用 一個單獨的類來做這個創造具體例項的過程，這個類就是工廠類。如下：

class OperationFatory():  
    def ChooseOperation(self,op):  
        if op == `+`:  
            return AddOp()  
        if op == `-`:  
            return MinusOp()  
        if op == `*`:  
            return MultiOp()  
        if op == `/`:  
            return DivideOp()

 5. 這樣，使用者只要輸入運算子，工廠類就可以建立合適的例項，通過多型性，即返回給父類的方式實現運算結果。客戶端程式碼如下：

if __name__ == `__main__`:  
    ch = ``  
    while not ch==`q`:   
        NumberA = eval(raw_input(`Please input number1:  `))  
        op = str(raw_input(`Please input the operation:  `))  
        NumberB = eval(raw_input(`Please input number2:  `))  
        OPFactory = OperationFatory()  
        OPType = OPFactory.ChooseOperation(op)  
        OPType.NumberA = NumberA  
        OPType.NumberB = NumberB  
        print `The result is:`,OPType.GetResult()  
        print `
#--  input q to exit any key to continue`  
        try:  
            ch = str(raw_input())  
        except:  
            ch = ``

 

完整版程式碼：

# -*-coding:UTF-8-*-  
from abc import ABCMeta,abstractmethod

class Operation():
	def __init__(self,NumberA=0,NumberB=0):
		self.NumberA = NumberA
		self.NumberB = NumberB

	def GetResult(self):
		pass

class AddOp(Operation):
	def GetResult(self):
		return self.NumberB + self.NumberA

class MinusOp(Operation):
	def GetResult(self):
		return self.NumberA - self.NumberB

class MultiOp(Operation):
	def GetResult(self):
		return self.NumberA * self.NumberB

class DivideOp(Operation):
	def GetResult(self):
		try:
			return 1.0*self.NumberA / self.NumberB
		except ZeroDivisionError:
			raise

class OperationFatory():
	def ChooseOperation(self,op):
		if op == `+`:
			return AddOp()
		if op == `-`:
			return MinusOp()
		if op == `*`:
			return MultiOp()
		if op == `/`:
			return DivideOp()

if __name__ == `__main__`:
	ch = ``
	while not ch==`q`: 
		NumberA = eval(raw_input(`Please input number1:  `))
		op = str(raw_input(`Please input the operation:  `))
		NumberB = eval(raw_input(`Please input number2:  `))
		OPFactory = OperationFatory()
		OPType = OPFactory.ChooseOperation(op)
		OPType.NumberA = NumberA
		OPType.NumberB = NumberB
		print `The result is:`,OPType.GetResult()
		print `
#--  input q to exit any key to continue`
		try:
			ch = str(raw_input())
		except:
			ch = ``

 

 

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