设计模式——工厂模式解析及示例

工厂模式

动机

• 在软件系统中，经常面临着创建对象的工作;由于需求的变化,需要创建的对象的具体类型经常变化。
• 判断有没有需求的变化

定义

• 定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪个类。
• Factory Method使得一个类的实例化延迟（目的:解耦，手段:虚函数)到子类。
• 假设一个客户需要使用一个产品里的接口，也就是客户需要一个产品的对象的时候，若是正常new的话，就需要依赖一个具体类了（编译时依赖），所以此时我们设计一个工厂，客户使用工厂产生的产品的接口，而不需要当场写出使用哪种具体的产品（动态多态），工厂根据运行时传入的参数来提供产品
  • 例，学生做作业，需要使用笔(抽象类)的写字这个接口，但是我们不希望在编写的时候就决定用什么颜色的笔，而是根据具体情况使用不同颜色的笔

//抽象类 笔
class Pen {
public:
    //纯虚函数 写
    virtual void Write() = 0;
    virtual ~Pen() {}
};
//具体类 黑笔
class BlackPen : public Pen {
public:
    //具体实现 写
    virtual void Write() {
        cout << "蓝色的字" << endl;
    }
    virtual ~BlackPen() {}
};
//具体类 黑笔
class RedPen : public Pen {
public:
    //具体实现 写
    virtual void Write() {
        cout << "红色的字" << endl;
    }
    virtual ~RedPen() {}
};

//生产笔的工厂基类
class PenFactory {
public:
    //纯虚函数 生产笔
    virtual Pen* ProductPen() = 0;
    virtual ~PenFactory() {}
};
//生产黑笔的工厂具体类
class BlackPenFactory : public PenFactory {
public:
    //具体实现 生产黑笔
    virtual Pen* ProductPen() {
        return new BlackPen;
    }
    virtual ~BlackPenFactory() {}
};
//生产红笔的工厂具体类
class RedPenFactory : public PenFactory {
public:
    //具体实现 生产黑笔
    virtual Pen* ProductPen() {
        return new RedPen;
    }
    virtual ~RedPenFactory() {}
};


//写作业
class DoHomework {
protected:
    //笔工厂基类指针，根据运行时多态具体定义什么笔
    PenFactory* penFactory;
public:
    DoHomework(PenFactory* penFactory) : penFactory(penFactory) {}
    void doHomework() {
        //由笔工厂基类 生产笔，绕开的new一个具体类，从而使写作业这个类依赖抽象，而没有依赖具体
        Pen* pen = penFactory->ProductPen();
        cout << "写作业  ";
        pen->Write();
        delete pen;
    }
    ~DoHomework() {

    }
};

int main()
{
    //创建红笔工厂，运行时动态绑定
    RedPenFactory* red = new RedPenFactory;
    //将红笔工厂传入，生产红笔
    DoHomework* doHomework = new DoHomework(red);
    doHomework->doHomework();
    delete red;
    delete doHomework;
}

• Factory Method模式用于隔离类对象的使用者和具体类型之间的耦合关系。面对一个经常变化的具体类型，紧耦合关系(new)会导致软件的脆弱。
• Factory Method模式通过面向对象的手法，将所要创建的具体对象工作延迟到子类，从而实现一种扩展(而非更改)的策略，较好地解决了这种紧耦合关系。
• Factory Method模式解决“单个对象”的需求变化。缺点在于要求创建方法/参数相同。