Java设计模式之简单工厂模式实验（软件工程综合实践课程第二周）
2024-05-18 21:21:12
实验目的
1 .理解软件设计的相关理论 ；
2 .理解面向对象设计原则；
实验内容
1 .简单工厂模式实验：
(1) 参考讲义上的代码，利用简单工厂模式完成计算器应用程序；
(2) 画出计算器程序简单工厂模式的 UML 图，理解各个类之间的关系；
2 .自行设计
(1) 自行设计一个父类和几个子类，利用简单工厂模式完成相应的功能；
文章目录
- 1 .简单工厂模式实验
- com.java.Entity包实现
- com.java.Entity包参考代码
- com.java.factory包实现
- com.java.factory包参考代码
- com.java.test包实现
- com.java.test包参考代码
- UML类图
- 运行结果：
- 项目结构
- 2 .自行设计
- 简单工厂模式设计方案：
- 简单工厂模式下相关参考代码
- com.java.Entity包参考代码
- com.java.Factory包参考代码
- com.java.test包参考代码
- 项目结构
- 运行结果
1 .简单工厂模式实验
题目要求大致是将Comupter_1.java文件使用简单工厂模式进行重构
原来的Comupter_1.java：
import java.util.Scanner;public class Computer_1 {public static void main(String[] args) {try{Scanner input =new Scanner(System.in);System.out.print("请输入数字A: ");String strNumberA = input.nextLine();System.out.print("请选择运算符号（+、-、*、/）: ");String strOperate = input.nextLine();System.out.print("请输入数字B: ");String strNumberB = input.nextLine();String strResult = "";switch (strOperate){case "+":strResult = Double.toString( Double.valueOf(strNumberA) + Double.valueOf(strNumberB));break;case "-":strResult = Double.toString(Double.valueOf(strNumberA) - Double.valueOf(strNumberB));break;case "*":strResult = Double.toString(Double.valueOf(strNumberA) / Double.valueOf(strNumberB));break;case "/":if (Double.valueOf(strNumberB) != 0)strResult = Double.toString( Double.valueOf(strNumberA) / Double.valueOf(strNumberB));elsestrResult = "除数不能为零";break;}System.out.println("结果是" + strResult);}catch (Exception e){System.out.println("除数不能为零");}}
}原来的java文件“客户端”（输入数字和符号）和“服务端”（具体的运算）都堆在一起，耦合度较高，不够优雅
因此运用继承，多态，简单工厂模式等对该代码进行重构，使其耦合度降低，更易于维护
com.java.Entity包实现
首先为“加减乘除”四种运算创建不同的子类继承父类Com
各个子类重写父类的getResult（）方法用于对数字进行不同运算返回结果
com.java.Entity包参考代码
com.java.Entity.Com.java(父类）
package com.java.Entity;/*** @projectName: x* @package: com.java.Entity* @className: Com* @author: GCT* @description: TODO* @date: 2022/9/7 17:12* @version: 1.0*/
public class Com {private String strNumberA;private String strNumberB;public String getStrNumberA() {return strNumberA;}public void setStrNumberA(String strNumberA) {this.strNumberA = strNumberA;}public String getStrNumberB() {return strNumberB;}public void setStrNumberB(String strNumberB) {this.strNumberB = strNumberB;}public String getResult(){return "";}
}com.java.Entity.AddCal.java（加法）：
package com.java.Entity;/*** @projectName: x* @package: com.java.Entity* @className: AddCal* @author: GCT* @description: TODO* @date: 2022/9/7 17:18* @version: 1.0*/
public class AddCal extends Com{@Overridepublic String getResult() {return Double.toString( Double.valueOf(getStrNumberA()) + Double.valueOf(getStrNumberB()));}
}com.java.Entity.MinusCal.java（减法）：
package com.java.Entity;/*** @projectName: g* @package: com.java.Entity* @className: MinusCal* @author: GCT* @description: TODO* @date: 2022/9/7 17:18* @version: 1.0*/
public class MinusCal extends Com{@Overridepublic String getResult() {return Double.toString( Double.valueOf(getStrNumberA()) - Double.valueOf(getStrNumberB()));}
}com.java.Entity.MultiCal.java
package com.java.Entity;/*** @projectName: g* @package: com.java.Entity* @className: MultiCal* @author: GCT* @description: TODO* @date: 2022/9/7 17:18* @version: 1.0*/
public class MultiCal extends Com{@Overridepublic String getResult() {return Double.toString( Double.valueOf(getStrNumberA()) * Double.valueOf(getStrNumberB()));}
}com.java.Entity.DevideCal.java
package com.java.Entity;/*** @projectName: g* @package: com.java.Entity* @className: DevideCal* @author: GCT* @description: TODO* @date: 2022/9/7 17:19* @version: 1.0*/
public class DevideCal extends Com{@Overridepublic String getResult() {if (Double.valueOf(getStrNumberB()) != 0){return Double.toString( Double.valueOf(getStrNumberA()) / Double.valueOf(getStrNumberB()));}else {return "除数不能为零";}}
}com.java.factory包实现
核心思想：
然后是工厂类ComFactory,编写返回Com类型的getCalObj方法，之所以要返回Com类型，是因为Com类型是加减乘除四个子类的父类，因此可以新建一个Com（）的实例com，然后根据传入不同的运算符为com设置该运算符对应的运算子类，最终return com，返回的com在set了numberA和numberB后，使用getResult即可返回对应运算后的结果（运用到了多态的思想，将子类向上转型）
com.java.factory包参考代码
com.java.factory.ComFactory.java
package com.java.factory;import com.java.Entity.*;/*** @projectName: z* @package: com.java.factory* @className: ComFactory* @author: GCT* @description: TODO* @date: 2022/9/7 17:13* @version: 1.0*/
public class ComFactory {// 用了多态的思想public static Com getCalObj(String strOperate){Com com = new Com();switch (strOperate){case "+":com = new AddCal();break;case "-":com = new MinusCal();break;case "*":com = new MultiCal();break;case "/":com = new DevideCal();break;}return com;}
}com.java.test包实现
这个就是在终端接收输入和结果输出的代码，注意对于分母为0情况的输出（见注释）
com.java.test包参考代码
com.java.test.Computer_test.java
package com.java.test;import com.java.Entity.Com;
import com.java.Entity.DevideCal;
import com.java.factory.ComFactory;import java.util.Scanner;/*** @projectName: g* @package: com.java.test* @className: Computer_test* @author: GCT* @description: TODO* @date: 2022/9/7 17:12* @version: 1.0*/
public class Computer_test {public static void main(String[] args) {try{Scanner input =new Scanner(System.in);System.out.print("请输入数字A: ");String strNumberA = input.nextLine();System.out.print("请选择运算符号（+、-、*、/）: ");String strOperate = input.nextLine();System.out.print("请输入数字B: ");String strNumberB = input.nextLine();
// String strResult = "";Com calObj = ComFactory.getCalObj(strOperate);calObj.setStrNumberA(strNumberA);calObj.setStrNumberB(strNumberB);String strResult = calObj.getResult();
// switch (strOperate)
// {// case "+":
// strResult = Double.toString( Double.valueOf(strNumberA) + Double.valueOf(strNumberB));
// break;
// case "-":
// strResult = Double.toString(Double.valueOf(strNumberA) - Double.valueOf(strNumberB));
// break;
// case "*":
// strResult = Double.toString(Double.valueOf(strNumberA) * Double.valueOf(strNumberB));
// break;
// case "/":
// if (Double.valueOf(strNumberB) != 0)
// strResult = Double.toString( Double.valueOf(strNumberA) / Double.valueOf(strNumberB));
// else
// strResult = "除数不能为零";
// break;
// }if (strResult.equals("除数不能为零")){// 对分母为0的情况的处理方法：
// 若分母为0，DevideCal中会返回"除数不能为零"字符串，而不进行除法运算
// 1、手动抛出一个异常让程序捕获，从而跳到catch中输出"除数不能为零" throw new Exception();
// 2、直接输出"除数不能为零" System.out.println("除数不能为零");// throw new Exception();System.out.println("除数不能为零");}else{System.out.println("结果是" + strResult);}}catch (Exception e){System.out.println("除数不能为零");}}
}UML类图
运行结果：
项目结构
2 .自行设计
需求描述： 一个模拟买卖披萨的项目：要便于披萨种类的扩展，便于维护
l)披萨的种类很多（比如ChinesePizza、GreekPizza,MexicoPizza等）
2)披萨的制作有prepare,bake,cut,box等步骤 3)完成披萨店订购功能。
首先看看传统方式：
传统方式的优缺点：
1)优点是比较好理解，简单易操作。
2)缺点是违反了设计模式的ocp原则，即对扩展开放，对修改关闭。即当我们给类增加新功能的时候，尽量不修 改代码，或者尽可能少修改代码，
例如：我们这时要新增加一个Pizza的种类，只要是订购Pizza的代码都需要修改，可维护性和拓展性等不佳 4)改进的思路分析
3）分析：修改代码可以接受，但是如果我们在其它的地方也有创建Pizza的代码，就意味着，也需要修改，而创建Pizz 的代码，往往有多处。
思路：把创建Pizza对象封装到一个类中，这样我们有新的Pizza种类时，只需要修改该类就可，其它有创建到Pizza对象的代码就不需要修改了—>简单工厂模式
简单工厂模式设计方案：
简单工厂模式下相关参考代码
com.java.Entity包参考代码
com.java.Entity.Pizza.java(父类）：
package com.java.Entity;/*** @projectName: g* @package: com.java.Entity* @className: Pizza* @author: GCT* @description: TODO* @date: 2022/9/7 19:41* @version: 1.0*///将Pizza类做成抽象父类
public abstract class Pizza {protected String name;//准备原材料, 不同的披萨不一样，因此做成抽象方法public abstract void prepare();public void bake() {System.out.println(name + "正在烘焙中....");}public void cut() {System.out.println(name + "正在切割中....");}//打包public void box() {System.out.println(name + "正在打包中....");}public void done(){System.out.println(name+ "已完成！");}public void setName(String name) {this.name = name;}
}com.java.Entity.ChinesePizza.java:
package com.java.Entity;/*** @projectName: g* @package: com.java.Entity* @className: ChinesePizza* @author: GCT* @description: TODO* @date: 2022/9/7 19:40* @version: 1.0*/public class ChinesePizza extends Pizza {@Overridepublic void prepare() {System.out.println("正在准备中国披萨.....");}}com.java.Entity.GreekPizza.java:
package com.java.Entity;/*** @projectName: g* @package: com.java.Entity* @className: GreekPizza* @author: GCT* @description: TODO* @date: 2022/9/7 19:40* @version: 1.0*/public class GreekPizza extends Pizza {@Overridepublic void prepare() {System.out.println("正在准备希腊披萨.....");}}com.java.Entity.MexicoPizza.java:
package com.java.Entity;/*** @projectName: g* @package: com.java.Entity* @className: MexicoPizza* @author: GCT* @description: TODO* @date: 2022/9/7 19:41* @version: 1.0*/public class MexicoPizza extends Pizza {@Overridepublic void prepare() {System.out.println("正在准备墨西哥披萨.....");}}com.java.Factory包参考代码
com.java.Factory.SimpleFactory.java:(工厂类）
package com.java.Factory;/*** @projectName: g* @package: com.java.Factory* @className: SimpleFactory* @author: GCT* @description: TODO* @date: 2022/9/7 19:43* @version: 1.0*/import com.java.Entity.ChinesePizza;
import com.java.Entity.GreekPizza;
import com.java.Entity.MexicoPizza;
import com.java.Entity.Pizza;//简单工厂类
public class SimpleFactory {//更加orderType 返回对应的Pizza 对象public Pizza createPizza(String orderType) {Pizza pizza = null;System.out.println("正在使用简单工厂模式1");if (orderType.equals("greek")) {pizza = new GreekPizza();pizza.setName(" 希腊披萨");} else if (orderType.equals("cheese")) {pizza = new ChinesePizza();pizza.setName(" 奶酪披萨 ");} else if (orderType.equals("pepper")) {pizza = new MexicoPizza();pizza.setName("胡椒披萨");}return pizza;}//简单工厂模式 也叫 静态工厂模式public static Pizza createPizza2(String orderType) {Pizza pizza = null;System.out.println("正在使用简单工厂模式2（createPizza2为静态方法）");if (orderType.equals("Greek")) {pizza = new GreekPizza();pizza.setName("希腊披萨");} else if (orderType.equals("Chinese")) {pizza = new ChinesePizza();pizza.setName("中国披萨");} else if (orderType.equals("Mexico")) {pizza = new MexicoPizza();pizza.setName("墨西哥披萨");}return pizza;}}com.java.test包参考代码
com.java.test.OrderPizza.java:
package com.java.test;/*** @projectName: g* @package: com.java.test* @className: OrderPizza* @author: GCT* @description: TODO* @date: 2022/9/7 19:44* @version: 1.0*/import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.Scanner;import com.java.Entity.Pizza;
import com.java.Factory.SimpleFactory;public class OrderPizza {// 构造器
// 不使用简单工厂模式
// public OrderPizza() {// Pizza pizza = null;
// String orderType; // 订购披萨的类型
// do {// orderType = getType();
// if (orderType.equals("Greek")) {// pizza = new GreekPizza();
// pizza.setName("希腊披萨");
// } else if (orderType.equals("Chinese")) {// pizza = new ChinesePizza();
// pizza.setName("中国披萨");
// } else if (orderType.equals("Mexico")) {// pizza = new MexicoPizza();
// pizza.setName("墨西哥披萨");
// }
// else {// break;
// }
// //输出pizza 制作过程
// pizza.prepare();
// pizza.bake();
// pizza.cut();
// pizza.box();
// pizza.done();
//
// } while (true);
// }//定义一个简单工厂对象SimpleFactory simpleFactory;Pizza pizza = null;//构造器public OrderPizza(SimpleFactory simpleFactory) {setFactory(simpleFactory);}public void setFactory(SimpleFactory simpleFactory) {String orderType = ""; //用户输入的类型this.simpleFactory = simpleFactory; //设置简单工厂对象do {orderType = getType();pizza = this.simpleFactory.createPizza(orderType);//输出pizzaif(pizza != null) { //订购成功pizza.prepare();pizza.bake();pizza.cut();pizza.box();pizza.done();} else {System.out.println("订购披萨失败");break;}}while(true);}// 写一个方法，让用户输入订购披萨的种类private String getType() {try {Scanner input =new Scanner(System.in);System.out.print("请输入pizza的种类（Chinese，Greek，Mexico）:");String str = input.nextLine();return str;} catch (Exception e) {e.printStackTrace();return "";}}}com.java.test.OrderPizza2.java:
package com.java.test;/*** @projectName: g* @package: com.java.test* @className: OrderPizza2* @author: GCT* @description: TODO* @date: 2022/9/7 19:44* @version: 1.0*/import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.Scanner;import com.java.Entity.Pizza;
import com.java.Factory.SimpleFactory;public class OrderPizza2 {Pizza pizza = null;String orderType = "";// 构造器public OrderPizza2() {do {orderType = getType();pizza = SimpleFactory.createPizza2(orderType);// 输出pizzaif (pizza != null) { // 订购成功pizza.prepare();pizza.bake();pizza.cut();pizza.box();pizza.done();} else {System.out.println(" 订购披萨失败 ");break;}} while (true);}// 写一个方法，可以获取客户希望订购的披萨种类private String getType() {try {Scanner input =new Scanner(System.in);System.out.print("请输入pizza的种类（Chinese，Greek，Mexico）:");String str = input.nextLine();return str;} catch (Exception e) {e.printStackTrace();return "";}}
}com.java.test.PizzaStore.java:
package com.java.test;/*** @projectName: g* @package: com.java.test* @className: PizzaStore* @author: GCT* @description: TODO* @date: 2022/9/7 19:44* @version: 1.0*///相当于一个客户端，发出订购
public class PizzaStore {public static void main(String[] args) {// 不使用简单工厂模式//new OrderPizza();//使用简单工厂模式1
// new OrderPizza(new SimpleFactory());
// System.out.println("程序已退出");//使用简单工厂模式2（createPizza2为静态方法）new OrderPizza2();}}项目结构
运行结果
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