簡單工廠模式實現簡易計算器（基於Java語言)
最近在學習設計模式，之前雖然也有學習過，但總是無法領悟其中奧妙，現在主要是利用學習的設計模式來實現一些東西加深了解。
這里采用簡單工廠模式實現了一個簡易的計算器。
簡述
這里簡單講一下我自己對於簡單工廠模式的理解，簡單工廠模式的核心在類的多態，創建一個所有產品類的父類或父接口，所有的產品類都需要繼承或實現父類或父接口，讓其子類自己決定實例化哪一個工廠類，工廠模式使其創建過程延遲到子類進行。
關於簡單工廠模式我這里就不詳述了，給個鏈接，有興趣的可以看一下：https://www.runoob.com/design-pattern/factory-pattern.html
這里來看一下項目的UML圖：
這里Operation是所有運算類的父類，在Operation中封裝了兩個運算數，以及運算得到結果的虛方法，在子類中得到實現。
OperationFactory是運算工廠類，當需要進行運算時，就得這里面去請求，根據輸入來讓Operation實例為相應的子類。
Main類為界面類，這里將界面和運算邏輯進行解耦。
項目結構：
這里依次貼一下代碼：
Main:
package FactoryMethodPattern; /* 創建人：czc 創建時間：2019/12/16 創建用途：簡單工廠模式實現計算器--主界面 */
import javax.swing.*; import javax.swing.border.BevelBorder; import java.awt.*; import java.awt.event.ActionEvent; import java.awt.event.ActionListener; public class Main { private static Operation operation; private JFrame frame=new JFrame("簡單工廠模式實現計算器"); private JPanel panel_show=new JPanel(); //顯示面板
private JMenuBar menuBar=new JMenuBar(); private JMenu menu1=new JMenu("幫助"); private JLabel label_hint=new JLabel(); //提示信息標簽
private JLabel label_input=new JLabel(); //輸入信息標簽
private JLabel label_result=new JLabel(); //輸出結果標簽
private JPanel panel_button=new JPanel(); //按鈕面板
private final String[] str={"AC","←","²","÷","7","8","9","×","4","5","6","-","1","2","3","+","%","0",".","="}; private JButton[] buttons=new JButton[str.length]; private static double numberA=0; private static double numberB=0; private static double result=0; private boolean flag=true; //記錄是否是第一次計算
private boolean resultIsChange=false; //判斷結果框是否需要更改
private boolean turn=true; //判斷當前需要賦值給numberA還是numberB，true為A,false為B
private static boolean hasOperation=true; //判斷之前是否已經存在操作符
private static int index=0; //記錄最后一個操作符位置 //界面初始化
private void initJFrame(){ Container container=frame.getContentPane(); frame.setSize(600,500); //設置窗口居中顯示
frame.setLocationRelativeTo(null); //設置菜單欄
menu1.setFont(new Font("",Font.BOLD,20)); menuBar.add(menu1); frame.setJMenuBar(menuBar); //設置提示信息標簽
label_hint.setText(" "); label_hint.setHorizontalAlignment(JLabel.RIGHT); label_hint.setFont(new Font("宋體",Font.BOLD,30)); label_hint.setForeground(Color.RED); //設置輸入標簽
label_input.setText(" "); label_input.setHorizontalAlignment(JLabel.RIGHT); label_input.setFont(new Font("宋體",Font.BOLD,30)); label_input.setForeground(Color.BLACK); //設置結果標簽
label_result.setText("0"); label_result.setHorizontalAlignment(JLabel.RIGHT); label_result.setFont(new Font("宋體",Font.BOLD,35)); label_result.setForeground(Color.BLUE); panel_show.setLayout(new BorderLayout()); panel_show.add(label_hint,BorderLayout.NORTH); panel_show.add(label_input,BorderLayout.CENTER); panel_show.add(label_result,BorderLayout.SOUTH); // 創建具有指定類型、高亮顯示和陰影顏色的斜面邊框。
panel_show.setBorder(new BevelBorder(BevelBorder.RAISED, new Color(160, 170, 180), null, SystemColor.scrollbar, null)); panel_button.setLayout(new GridLayout(5, 4, 8, 8));// 按鍵設置為網格布局5行5列間距為8 // 創建具有指定類型、高亮顯示和陰影顏色的斜面邊框。凸出斜面類型。為滾動條提供的背景色。
panel_button.setBorder(new BevelBorder(BevelBorder.RAISED, new Color(160, 170, 180), null, SystemColor.scrollbar, null)); //添加按鈕
for(int i=0;i<str.length;i++){ buttons[i]=new JButton(str[i]); buttons[i].setFont(new Font("宋體",Font.BOLD,30)); buttons[i].addActionListener(new MyActionListener()); //為每個按鈕添加事件監聽器
panel_button.add(buttons[i]);// 把每個按鈕分別添加到面板上
} //把面板添加進窗體框架里
frame.add(panel_show,BorderLayout.NORTH); frame.add(panel_button,BorderLayout.CENTER); frame.setVisible(true); frame.setDefaultCloseOperation(frame.DISPOSE_ON_CLOSE); } public static void main(String[] args){ new Main().initJFrame(); } private class MyActionListener implements ActionListener{ @Override public void actionPerformed(ActionEvent actionEvent) { String str=actionEvent.getActionCommand(); //得到觸發事件相關的命令字符串
switch (str){ case "AC": //清屏操作
clear(); break; case "←": //回退操作修改輸入標簽
String s=label_input.getText(); if(s.length()>1){ label_input.setText(s.substring(0,s.length()-1)); }else{ numberA=0; numberB=0; label_input.setText(" "); label_result.setText("0"); } //回退操作修改操作符
System.out.println(s.length()); System.out.println(index); if(s.length()==2){ label_result.setText("0"); break; } if(s.length()==(index+2)){ numberB=0; label_result.setText(""+numberA); break; } if(s.length()==(index+1)){ index=0; operation=null; break; } //回退操作修改numberA、B以及結果標簽
if(index==0){ numberA=numberA/10; label_result.setText(""+numberA); }else{ numberB=numberB/10; label_result.setText(""+numberB); } break; case "²": //平方操作
labelInputAppend(str); double d=Double.parseDouble(label_result.getText()); label_result.setText(""+d*d); if(turn){ numberA=Double.parseDouble(label_result.getText()); }else{ numberB=Double.parseDouble(label_result.getText()); } break; case "÷": //除法操作
common(str); operation=OperatorFactory.createOperate("÷"); resultIsChange=false; break; case "×": common(str); operation=OperatorFactory.createOperate("×"); resultIsChange=false; break; case "-": common(str); operation=OperatorFactory.createOperate("-"); resultIsChange=false; break; case "+": common(str); operation=OperatorFactory.createOperate("+"); resultIsChange=false; break; case "%": common(str); operation=OperatorFactory.createOperate("%"); resultIsChange=false; break; case ".": labelInputAppend(str); lableResultAppend(str); break; case "=": //進行計算
turn=true; //如果沒有按下操作符就按下=
if(operation==null){ label_result.setText(""+numberA); break; } //當進行除法和模操作時，判斷numberB是否為0
Object obj=operation.getClass(); System.out.println(obj); if(obj.equals(OperationDiv.class)||obj.equals(OperationMod.class)){ if(numberB==0.0){ label_hint.setText("除數不能為0！"); break; } } operation.setNumberA(numberA); operation.setNumberB(numberB); try { result=operation.getResult(); } catch (Exception e) { label_hint.setText("抱歉，程序出現錯誤！"); result=0; e.printStackTrace(); } label_result.setText(""+result); hasOperation=true; flag=false; //非第一次計算
break; default: //所有數字按鍵進行相同操作
labelInputAppend(str); if(!resultIsChange){ label_result.setText(str); }else{ lableResultAppend(str); } resultIsChange=true; if(turn){ numberA=Double.parseDouble(label_result.getText()); }else{ numberB=Double.parseDouble(label_result.getText()); } break; } } } //清屏
private void clear(){ label_hint.setText(" "); label_input.setText(" "); label_result.setText("0"); numberA=0; numberB=0; result=0; turn=true; Main.this.flag=true; hasOperation=true; resultIsChange=false; } //在輸入框中添加字符串
private void labelInputAppend(String s){ label_input.setText(label_input.getText()+s); } //在結果框之添加字符串
private void lableResultAppend(String s){ label_result.setText(label_result.getText()+s); } //包裝相同操作
private void common(String str){ turn=false; if(flag){ if(hasOperation){ labelInputAppend(str); index=label_input.getText().length()-1; hasOperation=false; }else{ label_input.setText(label_input.getText().substring(0,label_input.getText().length()-1)+str); } }else{ numberA=Double.parseDouble(label_result.getText()); if(hasOperation){ labelInputAppend(str); index=label_input.getText().length()-1; hasOperation=false; }else{ label_input.setText(label_input.getText().substring(0,label_input.getText().length()-1)+str); } } } }
Operation:
package FactoryMethodPattern; /* 創建人：czc 創建時間：2019/12/16 創建用途：簡單工廠模式實現計算器--運算父類 */
public abstract class Operation { private double numberA=0; private 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 abstract double getResult() throws Exception; }
OperationAdd:
package FactoryMethodPattern; /* 創建人：czc 創建時間：2019/12/16 創建用途：簡單工廠模式實現計算器--運算符+ */
public class OperationAdd extends Operation{ @Override public double getResult() { double result=0; result=getNumberA()+getNumberB(); return result; } }
OperationDiv:
package FactoryMethodPattern; /* 創建人：czc 創建時間：2019/12/16 創建用途：簡單工廠模式實現計算器--運算符/ */
public class OperationDiv extends Operation{ @Override public double getResult() throws Exception { if(getNumberB()==0){ throw new Exception("除數不能為0！"); } double result=0; result=getNumberA()/getNumberB(); return result; } }
OperationMod:
package FactoryMethodPattern;
/*
創建人：czc
創建時間：2019/12/16
創建用途：簡單工廠模式實現計算器--運算符%
*/
public class OperationMod extends Operation { @Override public double getResult() throws Exception { double result=0; result=getNumberA()%getNumberB(); return result; } }
OperationMul:
package FactoryMethodPattern; /* 創建人：czc 創建時間：2019/12/16 創建用途：簡單工廠模式實現計算器--運算符* */
public class OperationMul extends Operation{ @Override public double getResult() { double result=0; result=getNumberA()*getNumberB(); return result; } }
OperationSub:
package FactoryMethodPattern; /* 創建人：czc 創建時間：2019/12/16 創建用途：簡單工廠模式實現計算器--運算符- */
public class OperationSub extends Operation{ @Override public double getResult() { double result=0; result=getNumberA()-getNumberB(); return result; } }
OperationFactory:
package FactoryMethodPattern; /* 創建人：czc 創建時間：2019/12/16 創建用途：簡單工廠模式實現計算器--運算符工廠 */
abstract class OperatorFactory { static Operation createOperate(String operate){ Operation oper=null; switch (operate){ case "+": oper=new OperationAdd(); break; case "-": oper=new OperationSub(); break; case "×": oper=new OperationMul(); break; case "÷": oper=new OperationDiv(); break; case "%": oper=new OperationMod(); break; default: break; } return oper; } }
運行截圖：
總的代碼就在上面了，其實是主界面占的代碼量比較多，簡單工廠模式核心的代碼就是下面這些父類子類和一個工廠類。
這個程序並不夠健壯，如有錯誤還請指出，感謝。
總結
總的來說通過繼承和多態，降低了程序之間的耦合度，使程序更加靈活，容易修改擴展，並且易於復用。
當然這里簡單工廠模式的缺點也很明顯，每增加一個運算，就要去增加子類，增加工廠類里的分支。
簡單工廠模式主要也應用於業務場景較少，更改較少的情況下。
吾生也有涯，而知也無涯。