如何去除代码中的多次 if 而引发的一连串面试问题

面试官 :有如下的代码,如何去除代码中的if?

public int calculate(int a, int b, String action) {
        if ("ADD".equals(action)) {
            return a + b;
        }

        if ("MUL".equals(action)) {
            return a * b;
        }

        if ("DIV".equals(action)) {
            return a / b;
        }

        if ("SUB".equals(action)) {
            return a - b;
        }

        throw new RuntimeException("action unknown");
    }

小白 :巴拉巴拉写了一堆代码,代码如下:

public interface Calculator {
    int execute(int a, int b);
}

public class Addition implements Calculator {
    @Override
    public int execute(int a, int b) {
        return a + b;
    }
}

public class Subtraction implements Calculator {
    @Override
    public int execute(int a, int b) {
        return a - b;
    }
}

public class Multiplication implements Calculator {
    @Override
    public int execute(int a, int b) {
        return a * b;
    }
}

public class Division implements Calculator {
    @Override
    public int execute(int a, int b) {
        return a / b;
    }
}

public class CalculatorHolder {
    private static Map<String, Calculator> calculatorMap = new HashMap<>();

    static {
        calculatorMap.put("ADD", new Addition());
        calculatorMap.put("SUB", new Subtraction());
        calculatorMap.put("MUL", new Multiplication());
        calculatorMap.put("DIV", new Division());
    }

    publicstatic Calculator getCalculator(String action) {
        return calculatorMap.get(action);
    }
}

# 使用
CalculatorHolder.getCalculator( "ADD").execute(1,2);
CalculatorHolder.getCalculator( "MUL").execute(1,2);

面试官 :你的这种解决方案,有人说使用了工厂模式,你觉得是吗? 

小白 :不是,真正的工厂模式有两种:工厂方法和抽象工厂。工厂方法使用继承,首先定义一个抽象父类工厂,然后定义子类工厂,把工厂要创建的对象委托给子工厂类,子工厂类实现父工厂类中要创建对象的方法。抽象工厂使用对象组合,首先定义一个工厂接口,然后定义工厂接口实现类,在实现类中实现接口的方法来创建对象,最后使用组合将接口实现类注入到要创建对象的地方。还有一种是简单工厂,但它不能算是真正意义上的设计模式,就是通过ifelse方式实现的。

面试官 :你觉得工厂模式有什么优缺点? 

小白 :优点就是扩展容易,也不用再修改以前的代码,新增对象创建工厂即可,减少对象创建的依赖和强耦合。缺点就是会产生很多的工厂类或对象类,管理上会麻烦些,代码变的更多了。

面试官 :你刚刚的这种解决方案,如果对象的生命周期是由Spring容器来管理的,也就是bean的实例化是在Spring容器启动时发生的,如何将Addition这种对象实例注入到calculatorMap中? 

小白 :有两种方式,一种是将calculatorMap中的key和value(bean的id)配置到Spring的xml声明文件中,另一种是通过编码的方式,自定义一个类实现Spring的ApplicationContextAware接口和InitializingBean接口,在类中声明属性一个ApplicationContext,通过setApplicationContext将这个属性指向Spring容器中的应用上下文ApplicationContext对象,然后实现afterPropertiesSet方法,通过applicationContext.getBeansOfType(Calculator.class)获取Calculator接口的所有实现类,结果是一个Map,key是bean的name,value是bean的实例对象,然后遍历这个Map,将元素注入到calculatorMap中。

面试官 :你还能用其它设计模式去除if吗? 

小白 :策略模式。

面试官 :说一下你理解的策略模式? 

小白 :在运行时,通过不同的策略(创建或引用不同的对象)改变类的行为,其实就是根据实现类的不同,动态的调用不同类的相同方法。

面试官 :能不能写一下具体代码? 

小白 :一顿操作,霹雳吧啦,代码如下:

public class CalculatorHolder {

    private Calculator calculator;

    public CalculatorHolder(Calculator calculator) {
        this.calculator = calculator;
    }

    public int execute(int a, int b){
        return calculator.execute(a, b);
    }
}

CalculatorHolder ch = new CalculatorHolder(new Addition());
ch.execute(1, 2);

ch = new CalculatorHolder(new Subtraction());
ch.execute(1, 2);

面试官 :策略模式有什么优缺点?

小白 :优点就是可以解决像ifelse这样的不好维护的代码,做到对扩展开放、对修改关闭。缺点就是也会产生很多像Addition等这样的代码,导致类膨胀。

面试官 :你刚刚说到开闭原则,设计模式还有其它什么原则? 

小白 :里氏替换原则,任何基类可以出现的地方,子类一定可以出现;依赖倒置原则,面向接口编程,依赖于抽象而不依赖于具体实现;单一职责原则,一个类应该只负责一项职责,做到职责单一;迪米特法则,一个对象应该对其它对象保持最少的了解;接口隔离原则,类和类之间应该建立在最小接口上。

面试官 :解释一下接口隔离原则的内容? 

小白 :......巴拉巴拉......

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