【设计模式】08 Factory Method工厂方法（“ 对象创建” 模式一）

“ 对象创建” 模式

通过“对象创建” 模式绕开new，来避免对象创建（new）过程中所导致的紧耦合（依赖具体类），从而支持对象创建的稳定。它是接口抽象之后的第一步工作。

典型模式
•Factory Method
•Abstract Factory
•Prototype
•Builder

Factory Method工厂方法

01 动机（Motivation）

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。

如何应对这种变化？如何绕过常规的对象创建方法(new)，提供一种“封装机制”来避免客户程序和这种“具体对象创建工作”的紧耦合？

02 模式定义

定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。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。
——《设计模式》GoF

03 结构

如上：依然红色圈起来的代表稳定，蓝色圈起来的代表变化。

04 样例

这个伪代码是实现对二进制文件，Txt，Prcture，Video等文件的切割
伪代码 01

FileSplitter1.cpp

class ISplitter{
public:
    virtual void split()=0;
    virtual ~ISplitter(){}
};

class BinarySplitter : public ISplitter{
    
};

class TxtSplitter: public ISplitter{
	
    
};

class PictureSplitter: public ISplitter{
    
};

class VideoSplitter: public ISplitter{
    
};

MainForm1.cpp
class MainForm : public Form
{
	TextBox* txtFilePath;
	TextBox* txtFileNumber;
	ProgressBar* progressBar;

public:
	void Button1_Click(){

		ISplitter * splitter=
            new BinarySplitter();//依赖具体类
			//等号new左右两边都应该是依赖抽象类，而不是具体。
			//不能用new不能像往常一样创建一个对象，那看看有没有其他的?
        splitter->split();

	}
};

先看一下上述代码，每次我们如果需要对其他文件进行分割就得每次改void Button1_Click()，若对在除二进制文件，Txt，Prcture，Video等文件之外的文件切割，那么我们不仅需要改源码FileSplitter1.cpp还要改void Button1_Click()。这样其实就是违反了依赖倒置的原则，在上述void Button1_Click()中说的很清楚，等号new左右两边都应该是依赖抽象类，而不是具体。
面向接口的编程告诉我们一个对象的类型往往声明为一个抽象类或接口，而不应该声明为具体类。否则意味着不能支持未来的变化。再来看加入工厂模式之后的伪代码02

伪代码02

FileSplitter.cpp

//抽象类
class ISplitter{
public:
    virtual void split()=0;
    virtual ~ISplitter(){}
};


//工厂基类
class SplitterFactory{
public:
    virtual ISplitter* CreateSplitter()=0;
    virtual ~SplitterFactory(){}
};

FileSplitter2.cpp
//具体类
class BinarySplitter : public ISplitter{
    
};

class TxtSplitter: public ISplitter{
    
};

class PictureSplitter: public ISplitter{
    
};

class VideoSplitter: public ISplitter{
    
};
//虚函数是一个编译时依赖

//具体工厂
class BinarySplitterFactory: public SplitterFactory{
public:
    virtual ISplitter* CreateSplitter(){
        return new BinarySplitter();
    }
};

class TxtSplitterFactory: public SplitterFactory{
public:
    virtual ISplitter* CreateSplitter(){
        return new TxtSplitter();
    }
};

class PictureSplitterFactory: public SplitterFactory{
public:
    virtual ISplitter* CreateSplitter(){
        return new PictureSplitter();
    }
};

class VideoSplitterFactory: public SplitterFactory{
public:
    virtual ISplitter* CreateSplitter(){
        return new VideoSplitter();
    }
};

MainForm2.cpp
class MainForm : public Form
{
    SplitterFactory*  factory;//工厂

public:
    
    MainForm(SplitterFactory*  factory){
        this->factory=factory;
    }
    
	void Button1_Click(){

        
		ISplitter * splitter=
            factory->CreateSplitter(); //多态new
        
        splitter->split();

	}
};

对于上面代码：首先我们把运行时依赖变成了编译时依赖。不管文件种类是否变化我们的源文件MainForm2.cpp，FileSplitter.cpp都不用改变，若要添加种类，那我们就在FileSplitter2.cpp文件中进行扩展就Ok。

注：我们的做法并不是：并不是把依赖的具体类给消灭了，只是把具体类变化改到了一个局部地方

05 要点总结

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。