实例讲解PHP设计模式编程中的简单工厂模式

简单工厂模式是类的创建模式，又叫做静态工厂方法（Static Factory Method）模式。简单工厂模式是由一个工厂对象决定创建出那一种产品类的实例。

1.工厂模式的几种形态

工厂模式专门负责将大量有共同接口的类实例化。工厂模式可以动态决定将哪一个类实例化，不必事先知道每次要实例化哪一个类。工厂模式有以下几种形态：

（1）简单工厂（Simple Factory）模式，又称静态工厂方法模式（Static Factory Method Pattern）。

（2）工厂方法（Factory Method）模式，又称多态性工厂（Polymorphic Factory）模式或虚拟构造子（Virtual Constructor）模式；

（3）抽象工厂（Abstract Factory）模式，又称工具箱（Kit 或Toolkit）模式。下面就是简单工厂模式的简略类图。

简单工厂模式，或称静态工厂方法模式，是不同的工厂方法模式的一个特殊实现。在其他文献中，简单工厂往往作为普通工厂模式的一个特例讨论。

学习简单工厂模式是对学习工厂方法模式的一个很好的准备，也是对学习其他模式，特别是单例模式和多例模式的一个很好的准备。

2 .简单工厂模式的引进

比如说有一个农场公司，专门向市场销售各类水果。在这个系统里需要描述下列的水果：

葡萄 Grape

草莓 Strawberry

苹果 Apple

水果与其他的植物有很大的不同，就是水果最终是可以采摘食用的。那么一个自然的作法就是建立一个各种水果都适用的接口，以便与农场里的其他植物区分开。如下图所示。

水果接口规定出所有的水果必须实现的接口，包括任何水果类必须具备的方法：种植plant()，生长grow()以及收获harvest()。接口Fruit 的类图如下所示。

这个水果接口的源代码如下所示。

代码清单1：接口Fruit 的源代码

interface Fruit
{
public function grow();
public function harvest();
public function plant();
}

Apple 类是水果类的一种，因此它实现了水果接口所声明的所有方法。另外，由于苹果是多年生植物，因此多出一个treeAge 性质，描述苹果树的树龄。下面是这个苹果类的源代码。

代码清单2：类Apple 的源代码

class Apple implements Fruit
{
private $_treeAge;
public function grow()
{
echo "Apple is growing.";
}
public function harvest()
{
echo "Apple has been harvested.";
}
public function plant()
{
echo "Apple has been planted.";
}
public function getTreeAge()
{
return $this->_treeAge;
}
public function setTreeAge($treeAge)
{
$this->_treeAge = (int) $treeAge;
}
}

同样，Grape 类是水果类的一种，也实现了Fruit 接口所声明的所有的方法。但由于葡萄分有籽和无籽两种，因此，比通常的水果多出一个seedless 性质，如下图所示。

葡萄类的源代码如下所示。可以看出，Grape 类同样实现了水果接口，从而是水果类型的一种子类型。

代码清单3：类Grape 的源代码

class Grape implements Fruit
{
private $seedless;
public function grow()
{
echo "Grape is growing.";
}
public function harvest()
{
echo "Grape has been harvested.";
}
public function plant()
{
echo "Grape has been planted.";
}
public function getSeedless()
{
return $this->seedless;
}
public function setSeedless($seedless)
{
$this->seedless = (boolean) $seedless;
}
}

Strawberry 类实现了Fruit 接口，因此，也是水果类型的子类型，其源代码如下所示。

代码清单4：类Strawberry 的源代码

class Strawberry implements Fruit
{
public function grow()
{
echo "Strawberry is growing.";
}
public function harvest()
{
echo "Strawberry has been harvested.";
}
public function plant()
{
echo "Strawberry has been planted.";
}
}

农场的园丁也是系统的一部分，自然要由一个合适的类来代表。这个类就是FruitGardener 类，其结构由下面的类图描述。

FruitGardener 类会根据客户端的要求，创建出不同的水果对象，比如苹果（Apple），葡萄（Grape）或草莓（Strawberry）的实例。而如果接到不合法的要求，FruitGardener 类会抛出BadFruitException 异常。

园丁类的源代码如下所示。

代码清单5：FruitGardener 类的源代码

class FruitGardener
{
public static function factory($which)
{
$which = strtolower($which);
if ($which == 'apple') {
return new Apple();
} elseif ($which == 'strawberry') {
return new Strawberry();
} elseif ($which == 'grape') {
return new Grape();
} else {
throw new BadFruitException('Bad fruit request');
}
}
}

可以看出，园丁类提供了一个静态工厂方法。在客户端的调用下，这个方法创建客户端所需要的水果对象。如果客户端的请求是系统所不支持的，工厂方法就会抛出一个BadFruitException 异常。这个异常类的源代码如下所示。

代码清单6：BadFruitException 类的源代码

class BadFruitException extends Exception
{
}

在使用时，客户端只需调用FruitGardener 的静态方法factory()即可。请见下面的示意

性客户端源代码。

代码清单7：怎样使用异常类BadFruitException

try {
FruitGardener::factory('apple');
FruitGardener::factory('grape');
FruitGardener::factory('strawberry');
//...
} catch (BadFruitException $e) {
//...
}

这样，农场一定会百果丰收啦!

3.使用简单工厂模式设计一个“面向对象的”计算器

/**
 * 面向对象计算器
 * 思路：
 * 1、面向对象的基本，封装、继承、多太
 * 2、父类公用类
 * 3、各种运算类
 */
 
/**
 * 基类，运算类
 * 只提供基本数据，不参与运算
 */
 
class Operation {
  
 // 第一个数
 public $first_num = 0;
  
 // 第二个数
 public $second_num = 0;
  
 /**
  * 获取结果，其他类覆盖此方法
  * @return double $result
  */
 public function getResult() {
  $result = 0.00;
   
  return $result;
 }
}
 
/**
 * 加法类
 */
class OperationAdd extends Operation {
 /**
  * 覆盖父类，实现加法算法
  */
 public function getResult() {
  $result = 0;
  return $this->first_num + $this->second_num;
 }
}
 
/**
 * 减法类
 *
 */
class OperationSub extends Operation {
 /**
  * 覆盖父类，实现加法算法
  */
 public function getResult() {
  $result = 0;
  return $this->first_num - $this->second_num;
 }
}
 
/**
 * 乘法类
 *
 */
class OperationMul extends Operation {
 /**
  * 覆盖父类，实现加法算法
  */
 public function getResult() {
  $result = 0;
  return $this->first_num * $this->second_num;
 }
}
 
/**
 * 除类
 *
 */
class OperationDiv extends Operation {
 /**
  * 覆盖父类，实现加法算法
  */
 public function getResult() {
  $result = 0;
   
  if ($this->second_num == 0) {
   throw new Exception('除法操作第二个参数不能为零!');
   return 0;
  }
   
  return $this->first_num / $this->second_num;
 }
}
 
/**
 * 工厂类
 */
class OperationFactory {
 /**
  * 工厂函数
  * @param string $operation
  * @return object
  */
 public function createOperation($operation) {
  $oper = null;
   
  switch($operation) {
   case '+':
    $oper = new OperationAdd();
    break;
   case '-':
    $oper = new OperationSub();
    break;
   case '*':
    $oper = new OperationMul();
    break;
   case '/':
    $oper = new OperationDiv();
    break;
   default:
    return 0;
  }
  return $oper;
 }
}
 
 
$operation = new OperationFactory();
$oper = $operation->createOperation('/');
 
$oper->first_num = 10;
$oper->second_num = 20;
var_dump($oper->getResult());