簡單工廠模式簡介

工廠模式有一種非常形象的描述，建立對象的類就如一個工廠，而需要被建立的對象就是一個個產品；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塊之間的耦合。

簡單工廠的作用是實例化對象，而不需要客戶瞭解這個對象屬於哪個具體的子類。簡單工廠實例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展時，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：可以使用戶根據參數獲得對應的類實例，避免了直接實例化類，降低了耦合性；
• 缺點：可實例化的類型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類型，當子類過多或者子類層次過多時不適合使用。

面向對象的要點

• 面向對象三大特性：封裝、繼承、多態。
• 通過封裝、繼承、多態把程式耦合降低。
• 業務邏輯和界面邏輯分開。

程式設計的要點

• 程式應該做到：（1）可維護；（2）可復用；（3）可擴展；（4）靈活性好。
• 可維護：就是說代碼一處更改，不能產生連鎖反應，不能影響其他地方。
• 可復用：儘量減少重覆性代碼。
• 可擴展：如果要擴展新的功能、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。

實例分析

題目：

用任意一種面向對象語言實現一個計算器控制台程式。要求輸入兩個數和運算符號，得到結果。

設計有缺陷的代碼

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

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

• 業務邏輯和界面邏輯沒有分開
• 業務邏輯有漏洞（除法中num2沒有做非零判斷）
• 不具有擴展性（無法添加新功能，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源代碼，有人就說了，怎麼可能，不就是再加入一條“elif語句”嗎？是的，反這種低級錯誤的概率很小，我所說的是惡意修改源代碼。當然，又有人反駁了，不就是添加一種運算嗎，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”不是做運算符的判斷，而是做某個公司的薪資計算呢，那修改代碼的程式員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展性的問題了）

完善後的代碼

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、可擴展性、代碼的可復用性、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，主要是接受用戶輸入的數值。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。這樣就可以用多態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。具體類的代碼如下：

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？也就是說到底要實例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實例的過程，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，用戶只要輸入運算符，工廠類就可以創建合適的實例，通過多態性，即返回給父類的方式實現運算結果。客戶端代碼如下：

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 '\n#--  input q to exit any key to continue'  
        try:  
            ch = str(raw_input())  
        except:  
            ch = ''  

完整版代碼：

# -*-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 '\n#--  input q to exit any key to continue'
		try:
			ch = str(raw_input())
		except:
			ch = ''