c++设计模式:简单工厂模式(Simple Factory Pattern)

本文深入探讨了简单工厂模式的概念、应用场景,并通过C++代码示例展示了如何实现这一模式,用于根据输入类型生成不同类型的披萨实例。

 定义:

从设计模式的类型上来说,简单工厂模式是属于创建型模式,又叫做静态工厂方法(StaticFactory Method)模式,但不属于23种GOF设计模式之一。简单工厂模式是由一个工厂对象决定创建出哪一种产品类的实例。简单工厂模式是工厂模式家族中最简单实用的模式,可以理解为是不同工厂模式的一个特殊实现。

场景:

我们要开一家比萨商店,定义了一个简单的披萨工厂,可以根据客户的需要制作芝士披萨、辣肠比萨、蛤蜊披萨、素食披萨。根据传入的披萨类型从披萨工厂生产出客户所需要的披萨。

类图:

c++代码如下:

复制代码
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
using namespace std;

class PizzaType
{
public:
    enum EPizzaType{cheese,pepperoni,clam,veggie};
};

class Pizza 
{
public:
    virtual ~Pizza() {};
    string getName();
    void prepare();
    void bake();
    void cut();
    void box();
protected:
    string name;
    string dough;
    string sauce;
    vector<string> toppings;
};

class CheesePizza : public Pizza 
{
public:
    CheesePizza();
};

class PepperoniPizza : public Pizza 
{
public:
    PepperoniPizza();
};

class ClamPizza : public Pizza
{
public:
    ClamPizza();
};

class VeggiePizza : public Pizza 
{
public: 
    VeggiePizza();
};

class SimplePizzaFactory
{
public:
    Pizza* createPizza(PizzaType::EPizzaType type);
};

class PizzaStore 
{
private:
    SimplePizzaFactory factory;
public:
    Pizza* orderPizza(PizzaType::EPizzaType type);
};


string Pizza::getName() 
{
    return name;
}
void Pizza::prepare() 
{
    printf("Preparing %s\n",name.c_str());
}
void Pizza::bake() 
{
    printf("Baking %s\n",name.c_str());
}
void Pizza::cut() 
{
    printf("Cutting %s\n",name.c_str());
}
void Pizza::box() 
{
    printf("Boxing %s\n",name.c_str());
}

CheesePizza::CheesePizza()
{
    name = "Cheese Pizza";
    dough = "Regular Crust";
    sauce = "Marinara Pizza Sauce";
    toppings.push_back("Fresh Mozzarella");
    toppings.push_back("Parmesan");
}

PepperoniPizza::PepperoniPizza() 
{
    name = "Pepperoni Pizza";
    dough = "Crust";
    sauce = "Marinara sauce";
    toppings.push_back("Sliced Pepperoni");
    toppings.push_back("Sliced Onion");
    toppings.push_back("Grated parmesan cheese");
}

ClamPizza::ClamPizza() 
{
    name = "Clam Pizza";
    dough = "Thin crust";
    sauce = "White garlic sauce";
    toppings.push_back("Clams");
    toppings.push_back("Grated parmesan cheese");
}

VeggiePizza::VeggiePizza() 
{
    name = "Veggie Pizza";
    dough = "Crust";
    sauce = "Marinara sauce";
    toppings.push_back("Shredded mozzarella");
    toppings.push_back("Grated parmesan");
    toppings.push_back("Diced onion");
    toppings.push_back("Sliced mushrooms");
    toppings.push_back("Sliced red pepper");
    toppings.push_back("Sliced black olives");
}

Pizza* SimplePizzaFactory::createPizza(PizzaType::EPizzaType type) 
{
    Pizza* pizza = NULL;
    if (PizzaType::cheese == type) 
    {
        pizza = new CheesePizza();
    }
    else if (PizzaType::pepperoni == type) 
    {
        pizza = new PepperoniPizza();
    } 
    else if (PizzaType::clam == type) 
    {
        pizza = new ClamPizza();
    } 
    else if (PizzaType::veggie == type) 
    {
        pizza = new VeggiePizza();
    }
    return pizza;
}

Pizza* PizzaStore::orderPizza(PizzaType::EPizzaType type) 
{
    Pizza* pizza = NULL;
    pizza = factory.createPizza(type);
    pizza->prepare();
    pizza->bake();
    pizza->cut();
    pizza->box();
    return pizza;
}

int main()
{
    PizzaStore pizzaStore;
    Pizza* pCheesePizza = pizzaStore.orderPizza(PizzaType::cheese);
    Pizza* pPepperoniPizza = pizzaStore.orderPizza(PizzaType::pepperoni);
    Pizza* pClamPizza = pizzaStore.orderPizza(PizzaType::clam);
    Pizza* pVeggiePizza = pizzaStore.orderPizza(PizzaType::veggie);
    
    delete pCheesePizza;
    delete pPepperoniPizza;
    delete pClamPizza;
    delete pVeggiePizza;

    return 0;
}
复制代码

 

运行后结果如下:

Preparing Cheese Pizza
Baking Cheese Pizza
Cutting Cheese Pizza
Boxing Cheese Pizza
Preparing Pepperoni Pizza
Baking Pepperoni Pizza
Cutting Pepperoni Pizza
Boxing Pepperoni Pizza
Preparing Clam Pizza
Baking Clam Pizza
Cutting Clam Pizza
Boxing Clam Pizza
Preparing Veggie Pizza
Baking Veggie Pizza
Cutting Veggie Pizza
Boxing Veggie Pizza

 

参考图书:《Head First 设计模式》

 

提供了基于BP(Back Propagation)神经网络结合PID(比例-积分-微分)控制策略的Simulink仿真模型。该模型旨在实现对杨艺所著论文《基于S函数的BP神经网络PID控制器及Simulink仿真》中的理论进行实践验证。在Matlab 2016b环境下开发,经过测试,确保能够正常运行,适合学习和研究神经网络在控制系统中的应用。 特点 集成BP神经网络:模型中集成了BP神经网络用于提升PID控制器的性能,使之能更好地适应复杂控制环境。 PID控制优化:利用神经网络的自学习能力,对传统的PID控制算法进行了智能调整,提高控制精度和稳定性。 S函数应用:展示了如何在Simulink中通过S函数嵌入MATLAB代码,实现BP神经网络的定制化逻辑。 兼容性说明:虽然开发于Matlab 2016b,但理论上兼容后续版本,可能会需要调整少量配置以适配不同版本的Matlab。 使用指南 环境要求:确保你的电脑上安装有Matlab 2016b或更高版本。 模型加载: 下载本仓库到本地。 在Matlab中打开.slx文件。 运行仿真: 调整模型参数前,请先熟悉各模块功能和输入输出设置。 运行整个模型,观察控制效果。 参数调整: 用户可以自由调节神经网络的层数、节点数以及PID控制器的参数,探索不同的控制性能。 学习和修改: 通过阅读模型中的注释和查阅相关文献,加深对BP神经网络与PID控制结合的理解。 如需修改S函数内的MATLAB代码,建议有一定的MATLAB编程基础。
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