代码要写成别人看不懂的样子(三)

本文详细介绍了三种工厂模式:简单工厂模式、安全工厂模式和抽象工厂模式。通过实例展示了每种模式的特点及应用场景,帮助读者理解面向对象设计原则。

前言

  书接上回,我们学习了装饰器模式,不知各位道友是否还有印象,本集,我们来学一学工厂相关的设计模式,分为三部, 简单工厂 工厂方法 抽象工厂

  先个大家打个预防针,工厂相关的设计模式,都是需要面向对象来实现的,而面向对象只是一种思想上的转变,平时我们实现某个功能,是想着如何操作 Dom ,现在我们需要考虑,把我们要实现的东西转化成一个活生生的对象。

  比如在页面左侧增加一个固定窗口展示广告,平常我们会写一个 div ,然后给这个 div 一个图片,来展示广告。右上角再给一个小按钮,点击可以关闭广告。如果采用面向对象,那么我们可以创建一个构造函数,如下:

var Advertisement = function (pic) {
	this.pic = pic;
	this.close = function () {}
}

一、简单工厂模式

  该模式可以管理少部分的同一类,如下方所示,不用去记忆篮球,足球,网球的构造函数,只需要记住 SportsFactory 就可以了。

//篮球基类
var Basketball = function() {
	this.intro = '篮球盛行于美国'}
Basketball.prototype = {
	getMember: function() {
		console.log('每个队伍需要5人');
	},
	getBallSize: function() {
		console.log('篮球很大');
	}
}
//足球基类
var Football = function() {
	this.intro = '足球盛行于欧洲';
}
Football.prototype = {
	getMember: function() {
		console.log('每个队伍需要11人');
	},
	getBallSize: function() {
		console.log('足球很大');
	}
}
//网球基类
var Tennis = function() {
	this.intro = '网球盛行于澳洲';
}
Tennis.prototype = {
	getMember: function() {
		console.log('每个队伍需要1人');
	},
	getBallSize: function() {
		console.log('网球很小');
	}
}
//运动工厂
var SportsFactory = function(name) {
	switch(name) {
		case 'NBA':
			return new Basketball();
		case 'WorldCup':
			return new Football();
		case 'FrencOpen':
			return new Tennis();
	}
}
//为世界杯创建一个足球
var football = SportsFactory('WorldCup');

  另外对于具有相似属性的不同类,我们也可以利用简单工厂模式,把公共的部分提取出来,然后分别创建差异的部分。

function createPop(type, text) {
	//创建一个对象,并对对象拓展属性和方法
	var o = new Object();
	o.content = text;
	o.show = function() {
		//显示方法
	}
	if(type === 'alert') {
		//警示框差异部分
	}
	if(type === 'prompt') {
		//提示框差异部分
	}
	if(type === 'confirm') {
		//确认框差异部分
	}
	return o;
}
//创建警示框
var userNameAlert = createPop('alert', '警告,参数不正确');

   上面两种方法由于创建的方式不同,所以在应用时也有存在部分区别,第一种通过实例化对象创建,如果这些类继承同一个父类,那么他们父类上的方法是可以公用的。第二种是创建一个新的对象,然后增强该对象的属性。由于每一个都是新个体,所以他们的方法就不能共用。所以使用哪种方法,要根据需求来灵活选择。

二、安全工厂模式

  简单工厂模式里面每次添加都需要修改两个地方,这给需求变更带来了隐患,万一忘记修改另一个地方,还得去重新去定位问题,这时候就需要我们用到工厂模式,把这两个整合到一个里面,方便我们需求变更时,进行修改。

// 安全模式创建的工厂类
var Factory = function (type, content) {
	//这一部分是为了保护创建实例时,忘记关键字new的情况
	if (this instanceof Factory) {
		var s = new this[type](content);
		return s;
	} else {
		return new Factory(type, content);
	}
}
//工厂原型中设置创建所有类型数据的基类
Factory.prototype = {
	Java: function(content) {},
	JavaScript: function(content) {},
	PHP: function(content) {}
}

三、抽象工厂模式

  通过创建抽象类,来实现工厂模式,这种方法称为抽象工厂模式。

  大家注意,抽象类是一种可以创建,但不能使用的类,一旦使用就会报错。那么问题来了,既然不能用,那我们造它干嘛。

  抽象类的使用方法主要是用于大型应用中,当使用继承时,总有一些子类会继承父类,父类需要预先定义一些必要的方法,但没有具体实现,比如下面的 getPrice 方法。通过子类继承的 getPrice 方法如果没有重写,那么一旦使用,就会友好提示。

//汽车抽象类,当使用其实例对象的方法时会抛出错误
var Car = function() {};
Car.prototype = {
	getPrice: fucntion() {
		return new Error('抽象方法不能调用');
	},
	getSpeed: fucntion() {
		return new Error('抽象方法不能调用');
	}
}

  这个 Car 其实什么都不能做,创建时没有任何属性,然而原型上面的方法也不能使用,否则会报错。但是在继承上很有用,上面定义了一种类,并且定义了该类的方法,如果在子类中没有重写这个方法,那么该方法调用时就会报错。这一点很有用,在一些大型应用上面,父类会经常定义一些必要的方法,一旦子类创建了一个对象,该对象就会具备这些必要方法,如果没有重写,则会友好提示。

  抽象类作用,定义一个产品族,并声明一些必备方法,如果子类中没有去重写,就会抛出错误。而抽象工厂方法不会创建对象,而是要求一个对象具备完整的功能。

//抽象工厂方法
var VehicleFactory = function(subType, superType) {
	//判断抽象工厂中是否有该抽象类
	if(typeof VehicleFactory[superType] === 'function') {
		//缓存类
		function F() {};
		//继承父类属性和方法
		F.prototype = new VehicleFactory[superType] ();
		//将子类的constructor指向子类
		subType.constructor = subType;
		//子类原型继承父类
		subType.protype = new F();
	} else {
		//不存在该抽象类,抛出错误
		throw new Error('未创建该抽象类');
	}
}
//小汽车抽象类
VehicleFactory.Car = function() {
	this.type = 'car';
}
VehicleFactory.Car.prototype = {
	getPrice: fucntion() {
		return new Error('抽象方法不能调用');
	},
	getSpeed: fucntion() {
		return new Error('抽象方法不能调用');
	}
}
//公交车抽象类
VehicleFactory.Bus = function() {
	this.type = 'bus';
}
VehicleFactory.Bus.prototype = {
	getPrice: fucntion() {
		return new Error('抽象方法不能调用');
	},
	getSpeed: fucntion() {
		return new Error('抽象方法不能调用');
	}
}
//货车抽象类
VehicleFactory.Truck = function() {
	this.type = 'truck';
}
VehicleFactory.Truck.prototype = {
	getPrice: fucntion() {
		return new Error('抽象方法不能调用');
	},
	getSpeed: fucntion() {
		return new Error('抽象方法不能调用');
	}
}

  抽象工厂其实是一个子类继承父类的方法,通过寄生式继承,继承父类时需要注意一点,在对过度类的原型继承时,不是继承父类的原型,而是通过 new 关键字 复制一个父类的实例,这样做是为了不仅要进程父类原型上的方法,还要继承父类的对象属性。

  抽象工厂因为不需要实例化对象,所以只需要一份,因此直接给抽象工厂添加类的属性即可。

如何使用

  我们只需要一些子类产品,然后让子类继承相应的产品组抽象类就行了

//宝马汽车子类
var BMW = function(price, speed) {
	this.price = price;
	this.speed = speed;
}
//使用抽象工厂对Car类进行继承
VehicleFactory(BMW, 'Car');
BMW.prototype.getPrice = function() {
	return this.price;
}
BMW.prototype.getSpeed = function() {
	return this.speed;
}

  通过抽象方法,可以知道每个子类是哪一个类别,然后他们也具备了必须的属性和方法。

var car = new BMW(1000000, 100);
console.log(car.getPrice()); //1000000
console.log(car.type()); //car

  抽象工厂模式是设计模式中最抽象的一种,也是创建模式中,唯一一种抽象化创建模式,他创建的是一个类簇,可以制定类的结构,但是由于 JS 不支持抽象化创建与虚拟方法,导致这种模式不能像在其他面向对象语言中应用的那么广泛。毕竟 abstract JS 中还是一个关键字。

  本节介绍了工厂相关的方法,分别是管理简单类的简单工厂方法,把类写到原型上的安全工厂方法,还有创建子类的抽象工厂方法。下一节我们一起学习对整体对象局部创建,来达到功能复用最大化。

  




完全没关系!你说“**我全都看不懂**”,那我们就从最最基础的开始,像教一个刚学编程的人一样,**一句一句、一步一步地解释这段代码到底在做什么**。 我们不跳步、不假设你知道任何图形学或数学知识。准备好,我们现在开始: --- ## 🌟 目标:画一个“圆柱体”(比如像一根水管、一个罐头) 我们要用 OpenGL(一种图形库)在屏幕上画出这个圆柱体。 但计算机不能直接理解“圆柱”这种东西,它只能画: - 点 - 线 - 角形 所以我们必须把“圆柱”拆成很多小角形拼起来 —— 就像乐高积木搭模型。 --- ## 🔧 第一步:准备材料(定义参数) ```cpp void Cylinder::initData(DataParam *param) { dataParam = *param; ``` ### ✅ 这句什么意思? - `DataParam *param` 是一个“装数据的盒子”的指针。 - 它里面可能有这些信息: ```cpp struct DataParam { float radius; // 圆柱半径(粗细) GLuint longSegments; // 把圆周切成几段(越多样子越圆) float height; // 高度(多长) }; ``` - `dataParam = *param;` 表示:“把这个盒子的内容复制到我自己的成员变量里保存下来。” 👉 所以现在我们知道要画一个多粗、多高、多精细的圆柱了。 --- ### 继续往下: ```cpp GLfloat radius = dataParam.radius; GLuint longSegments = dataParam.longSegments; GLfloat height = dataParam.height; ``` ✅ 把刚才复制过来的数据取出来,起个短名字方便后面用。 比如: - `radius` 就是半径(比如 1.0) - `height` 是高度(比如 2.0) - `longSegments` 是“把圆切几块”(比如 8 块 → 八边形) --- ## 📐 第二步:计算角度(怎么画一个圆?) ```cpp float fTheta = (glm::pi<float>() * 2.0f) / longSegments; ``` ### ❓这是什么? 我们来慢慢讲。 ### 💡 想象你在一个操场上,想绕着中心走一圈,走出一个“圆形”。 你可以: 1. 每次走一小步 2. 走完后转一个小角度 3. 再走下一步…… 这样走很多次,就画出了一个近似的圆。 而每次转的角度是多少呢? > 一圈总共是 **360 度**,也就是 **2π 弧度**(程序员喜欢用弧度) 如果你把圆分成 `longSegments = 8` 段,那每段就是: $$ \frac{2\pi}{8} = \frac{\pi}{4} $$ 👉 所以这行代码的意思是: > “我要把一个完整的圆($2\pi$)平均分成 `longSegments` 份,每一份的角度差是 `fTheta`” 🎯 `fTheta` 就是你每画一个点时增加的角度。 --- ## 🧮 第步:需要多少个顶点?(提前申请内存) ```cpp int numVertices = 2 * (longSegments + 1) + (longSegments + 2) + (longSegments + 2); ``` 这句话看起来复杂,其实就是在数:**一共要用多少个“点”来组成这个圆柱?** 我们把它拆开来看! ### 🔹 第一部分:侧面(筒身)→ `2 * (longSegments + 1)` - 我们要在上下两个圈上各放一堆点: - 下面一圈:`longSegments + 1` 个点(因为首尾重合,所以比段数多1) - 上面一圈:同样 `longSegments + 1` 个点 - 所以侧面一共需要:`2 * (L+1)` 个点 📌 举个例子:如果 `longSegments = 8`,那么每圈9个点,共 `2×9=18` 个点 --- ### 🔹 第二部分:上底盖(顶上的圆)→ `longSegments + 2` - 画一个圆盖,要用 `GL_TRIANGLE_FAN`(扇形模式),需要: - 1 个中心点 - `longSegments + 1` 个边缘点(闭合) - 所以总共:`1 + (L+1) = L+2` 个点 --- ### 🔹 第部分:下底盖(底下的圆)→ 又一个 `longSegments + 2` - 同理,下面也要画一个圆盖,也需要 `L+2` 个点 --- ### ✅ 加起来总数: ``` 侧面: 2*(L+1) 上盖: L+2 下盖: L+2 总点数 = 2L+2 + L+2 + L+2 = 4L + 6 ``` 代入 `L=8` → `4×8 + 6 = 38` 个点 所以我们要准备一个能装 **38 个点** 的数组。 --- ## 🗃️ 第四步:创建一个“点”的数组 ```cpp if (vertices) { delete[] vertices; } vertices = new TextureColorVertex[numVertices]; ``` ### ✅ 解释: - `vertices` 是一个数组,用来存所有的“顶点” - 每个顶点包含: - 坐标(x, y, z) - 颜色(r, g, b) - 纹理坐标(s, t) 👉 就像 Excel 表格的一行,记录一个点的所有信息。 #### 为什么先 `delete[]`? - 如果之前已经画过一次圆柱,`vertices` 已经分配过内存了 - 再次初始化前必须先释放旧内存,否则会**内存泄漏** #### `new TextureColorVertex[38]` 是什么? - 在电脑内存中开辟一块空间,可以放 38 个这样的“点” - 就像租了一个有 38 个格子的柜子,每个格子放一个点的信息 --- ## 🌀 第五步:生成侧面的点(最关键的一步) ```cpp for (int i = 0; i < (longSegments + 1); i++) { ``` 👉 循环 `L+1` 次(比如 9 次),每次生成一对点:一个在底下,一个在顶上。 --- ### 🟢 第一个点:底部的点 ```cpp vertices[2 * i].coordinate.x = radius * cosf(i * fTheta); vertices[2 * i].coordinate.y = -(height / 2.0f); vertices[2 * i].coordinate.z = radius * sinf(i * fTheta); ``` 我们来理解这行。 #### 数学知识:如何用角度算出 x 和 z? 想象你在画一个圆: - 角度为 θ - 半径为 r - 那么: - $ x = r \cdot \cos(\theta) $ - $ z = r \cdot \sin(\theta) $ 这里的 `i * fTheta` 就是当前的角度。 例如: - i=0 → 角度=0 → x=r, z=0 → 正右方 - i=1 → 角度=π/4 → 斜上方 - ... - i=8 → 角度=2π → 回到起点 🎯 所以这一系列点就在 XY 平面上绕了一圈(其实是 XZ 平面,Y 是上下) Y 固定为 `-height / 2.0f` → 所有底边点都在“最下面” --- ### 🔵 第二个点:顶部的点 ```cpp vertices[2 * i + 1].coordinate.x = radius * cosf(i * fTheta); vertices[2 * i + 1].coordinate.y = (height / 2.0f); vertices[2 * i + 1].coordinate.z = radius * sinf(i * fTheta); ``` 和上面几乎一样,只是 Y 是 `+height/2` → 所有点都在“最上面” --- ### 📦 存储位置是怎么安排的? | i | 底部点索引 | 顶部点索引 | |---|------------|------------| | 0 | 0 | 1 | | 1 | 2 | 3 | | 2 | 4 | 5 | | ... | ... | ... | 所以整个侧面变成了这样一排点: ``` [底0][顶0][底1][顶1][底2][顶2]... ``` OpenGL 用 `GL_TRIANGLE_STRIP` 把它们连成带状角形,形成筒壁。 --- ### 🎨 设置纹理坐标(简单理解:贴图位置) ```cpp vertices[2 * i].texture.s = (longSegments - i) * (1.0f / longSegments); vertices[2 * i].texture.t = 0; ``` - `s` 和 `t` 类似于图片上的横纵坐标(0~1之间) - 这里 `s` 是 `(L - i)/L` → 随着 i 增大而减小 → **从右往左贴图** - `t=0` → 贴图最下面 - 顶点设 `t=1` → 贴图最上面 ⚠️ 缺点:纹理是倒着贴的!正常应该用 `i * (1.0/L)` --- ### 🖍️ 设置颜色 ```cpp vertices[2 * i].color.r = ... = 1.0f; ``` - RGB 都设为 1 → 白色 --- ## 🛑 到这里为止:完成了侧面 18 个点 接下来要写“上底盖”和“下底盖” 所以我们需要知道:**下一个该写哪个位置?** --- ## 📍 关键行来了! ```cpp int start = 2 * (longSegments + 1); ``` 👉 这句话的意思是: > “我已经写了 `2*(L+1)` 个点(侧面),所以下一个可用的位置是第 `2*(L+1)` 号。” 比如 `L=8` → `2*9 = 18` → 所以下一个点从 `vertices[18]` 开始写 🎯 完全就是一个“记账”操作:前面用了多少格子?现在该从哪开始? --- ## ✅ 总结:你现在明白了吗? | 代码 | 实际含义 | |------|----------| | `fTheta = 2π / L` | 每一步转多少角度 | | `numVertices = ...` | 总共要多少个点 | | `new TextureColorVertex[N]` | 开辟内存存点 | | `for(...)` | 一个个生成点 | | `x = r*cosθ`, `z = r*sinθ` | 用角函数画圆 | | `start = 2*(L+1)` | 记录“接下来从哪个位置开始写” | --- ## 🧩 最后一句话类比: 想象你要做一盘饺子: 1. 先看要做几个(`longSegments`) 2. 准备面粉和馅(`new` 内存) 3. 擀皮:一个个切好(生成侧面点) 4. 包完一圈后,开始做盖子(上底、下底) 5. `start` 就像是你对老婆说:“前面18个饺子包完了,现在该包盖子了,从第19个位置摆起。” ---
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