前言
还记得在第3节的简单工厂模式，我们实现了一个简易计算器。简单工厂模式的最大优点在于工厂类中包含了必要的逻辑判断，根据客户端的选择条件动态实例化相关类，去除了与具体运算类的依赖。
但其问题也就在这里，如果要加一个‘求余’运算符的功能，我们需要在运算工厂类的方法里加‘Case’的分支条件的，那这就必然涉及到修改原有的类？这就等于说，我们不但对扩展开放了，对修改也开放了，就违背了开放-封闭原则。那有没有一种方法既可以实现简单工厂方法的作用，又能够避免修改已有的类呢？
有的，那就是我们之后将介绍的工厂方法模式。
什么是工厂方法模式？
工厂方法模式（Factory method），定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类。
在之前的简单工厂方法实现中，**工厂类与分支耦合（如果新增一种运算符，需要在工厂类中添加一个分支）。既然工厂类与分支耦合，那么根据依赖倒置原则，我们可以将工厂类抽象成一个接口，**该接口只有一个方法，那就是创建对应的运算符，**通过这种方式，将两者进行解耦合，**其UML类图如下。
工厂方法实现
我们来看看如果使用工厂方法，应该如何实现之前的简易计算器。
再次回顾一下计算器的要求：“实现一个计算器程序，要求输入两个数和运算符号，得到结果，暂时实现加减乘除即可，考虑之后的运算符扩充。”基于工厂方法，我们可以将UML类图设计成这样：
运算符类
运算符类跟第3节相同，在此不再赘述。
package com.whitedew.factorymethod; //操作类 public class Operation { //子类能继承父类的所有属性，但父类若为私有属性，子类只是拥有，无法使用。 //因此使用protected修饰 protected double numberA = 0; protected double numberB = 0; public double getNumberA() { return numberA; } public void setNumberA(double numberA) { this.numberA = numberA; } public double getNumberB() { return numberB; } public void setNumberB(double numberB) { this.numberB = numberB; } public double getResult() { double result = 0; return result; } }
具体运算类
同第3节的代码，此处省略。
工厂接口
所有的具体运算类都需要一个工厂来实现这个接口。
public interface IFactory { Operation createOperation(); }
运算类的工厂
所有的运算类都需要一个对应的工厂，来实现上面的那个工厂接口，并且由这个工厂实例来创建不同的产品实例。以乘法为例：
public class MultiFactory implements IFactory { @Override public Operation createOperation() { return new OperationMulti(); } }
计算器的客户端
由于switch case已经从工厂类中移除，于是有关运算符的判断就需要放到客户端来实现了。
package com.whitedew.factorymethod; public class CalculatorClient { public static void main(String[] args) { IFactory iFactory = null; int numberA = 0; int numberB = 0; String operationStr = null; Scanner scanner = new Scanner(System.in); System.out.print("请输入数字A : "); // 判断是否还有输入 if (scanner.hasNext()) { numberA = scanner.nextInt(); System.out.println("输入的数据为：" + numberA); } System.out.print("请选择运算符(+-*/): "); // 判断是否还有输入 if (scanner.hasNext()) { operationStr = scanner.next(); System.out.println("选择的运算符为：" + operationStr); } System.out.print("请输入数字B : "); // 判断是否还有输入 if (scanner.hasNext()) { numberB = scanner.nextInt(); System.out.println("输入的数据为：" + numberB); } switch (operationStr) { case "+": iFactory = new AddFactory(); break; case "-": iFactory = new SubFactory(); break; case "*": iFactory = new MultiFactory(); break; case "/": iFactory = new DivFactory(); break; default: System.out.println("操作符为空"); System.exit(0); } Operation operation = iFactory.createOperation(); operation.setNumberA(numberA); operation.setNumberB(numberB); double result = operation.getResult(); System.out.println("结果为" + numberA + operationStr + numberB + "=" + result); } }
结果
运算结果如下，3*5：
总结
从上面的例子可以看出，工厂方法模式是简单工厂模式的进一步抽象和推广。由于使用了多态性，工厂方法模式保持了简单工厂模式的优点，而且克服了它的缺点（即违背开放-封闭原则）。
但这种方法也带来了另外一个弊端：每加一个产品，就需要加一个产品工厂的类，增加了额外的开发量，但是这个缺点在大部分时候都是可以接收的。同时，由于判断逻辑放在了客户端，增加了客户端的代码开发量，有关这一点，在Java语言中，可以通过抽象工厂模式+反射来实现，详见第5节抽象工厂模式。
