设计模式——工厂模式（Factory Pattern）（C++实现）

• 工厂模式（Factory Pattern）
  • 介绍
  • 要点
• 实现

工厂模式（Factory Pattern）

工厂模式是最常用的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。

在工厂模式中，我们在创建对象时不会对客户端暴露创建逻辑，并且是通过使用一个共同的接口来指向新创建的对象。

介绍

意图：定义一个创建对象的接口，让其子类自己决定实例化哪一个工厂类，工厂模式使其创建过程延迟到子类进行。

主要解决：主要解决接口选择的问题。

何时使用：我们明确地计划不同条件下创建不同实例时。

如何解决：让其子类实现工厂接口，返回的也是一个抽象的产品。

关键代码：创建过程在其子类执行。

应用实例： 1、您需要一辆汽车，可以直接从工厂里面提货，而不用去管这辆汽车是怎么做出来的，以及这个汽车里面的具体实现。 2、Hibernate 换数据库只需换方言和驱动就可以。

优点： 1、一个调用者想创建一个对象，只要知道其名称就可以了。 2、扩展性高，如果想增加一个产品，只要扩展一个工厂类就可以。 3、屏蔽产品的具体实现，调用者只关心产品的接口。

缺点：每次增加一个产品时，都需要增加一个具体类和对象实现工厂，使得系统中类的个数成倍增加，在一定程度上增加了系统的复杂度，同时也增加了系统具体类的依赖。这并不是什么好事。

使用场景： 1、日志记录器：记录可能记录到本地硬盘、系统事件、远程服务器等，用户可以选择记录日志到什么地方。 2、数据库访问，当用户不知道最后系统采用哪一类数据库，以及数据库可能有变化时。 3、设计一个连接服务器的框架，需要三个协议，“POP3”、“IMAP”、“HTTP”，可以把这三个作为产品类，共同实现一个接口。

注意事项：作为一种创建类模式，在任何需要生成复杂对象的地方，都可以使用工厂方法模式。有一点需要注意的地方就是复杂对象适合使用工厂模式，而简单对象，特别是只需要通过 new 就可以完成创建的对象，无需使用工厂模式。如果使用工厂模式，就需要引入一个工厂类，会增加系统的复杂度。

设计模式不是消灭变化，而是把变化固定在某个地方，不让变化到处存在。

要点

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”地需求变化。缺点在于要求创建方法/参数相同。

实现

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

// 具体类
class BinarySplitter : public ISplitter {
public:
    virtual void split() {
        cout << "BinarySplitter..." << endl;
    }
};

class TxtSplitter : public ISplitter {
public:
    virtual void split() {
        cout << "TxtSplitter..." << endl;
    }
};

class PicSplitter : public ISplitter {
public:
    virtual void split() {
        cout << "PicSplitter..." << endl;
    }
};

class VideoSplitter : public ISplitter {
public:
    virtual void split() {
        cout << "VideoSplitter..." << endl;
    }
};

class SplitterFactory {
public:
    ~SplitterFactory() {}
    virtual ISplitter* createSplitter() = 0;
};

// 具体工厂，每一个具体类都有对应的具体工厂
class BinarySplitterFactory : public SplitterFactory {
public:
    virtual ISplitter* createSplitter() {
        return new BinarySplitter();
    }
};

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

class PicSplitterFactory : public SplitterFactory {
public:
    virtual ISplitter* createSplitter() {
        return new PicSplitter();
    }
};

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

class Form {
public:
    virtual ~Form() {}
    virtual void func() = 0;
};

class MainForm : public Form {
private:
    SplitterFactory* m_factory;

public:
    MainForm(SplitterFactory* factory) :
        m_factory(factory)
    {
        
    }

    virtual void func() {
        ISplitter* splitter = m_factory-> createSplitter(); // 多态new
        
        splitter->split();
    }
};

/*
简单工厂模式又称静态工厂方法模式。它存在的目的很简单：定义一个用于创建对象的接口。

优点：
客户端和具体实现类解耦
对于某些对象常见过程比较复杂情况，我们不用考虑这些
缺点：
增加新的功能是通过修改源代码实现，不符合开闭原则
这个类的职责过重，这个类发生问题会影响很多使用这个工厂的模块

使用场景：
工厂类负责创建的对象比较少。由于创建的对象比较少，不会造成方法中的业务逻辑太过复杂

*/

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;

class AbstractFruit{
public:
    virtual void ShowName()=0;

};
class Apple : public AbstractFruit{
public:
    virtual void ShowName(){
        cout<<"我是Apple"<<endl;
    }
};
class Banana : public AbstractFruit{
public:
    virtual void ShowName(){
        cout<<"我是Banana"<<endl;
    }
};
class Pear : public AbstractFruit{
public:
    virtual void ShowName(){
        cout<<"我是Pear"<<endl;
    }
};
//水果工厂
class FruitFactroy{
public:
    static AbstractFruit* CreateFruit(string flag){
        if(flag=="apple"){
            return new Apple;
        }
        else if(flag=="banana"){
            return new Banana;
        }
        else if(flag=="pear"){
            return new Pear;
        }
        else{
            return nullptr;
        }

    }
};
void test(){
    FruitFactroy* factroy = new FruitFactroy;
    AbstractFruit* fruit=factroy->CreateFruit("apple");
    fruit->ShowName();
    delete fruit;
    fruit=factroy->CreateFruit("banana");
    fruit->ShowName();
    delete fruit;
    fruit=factroy->CreateFruit("pear");
    fruit->ShowName();
    delete fruit;
    delete factroy;
}

int main(){

    test();
    return 0;
}

/*
工厂方法模式去掉了简单工厂模式中工厂方法的静态属性，使得它可以被子类继承。
这样在简单工厂模式里集中在工厂方法上的压力可以由工厂方法模式里不同的工厂子类来分担。

简单工厂模式+“开闭原则”=工厂方法模式

优点：
符合开闭原则
缺点：
类的个数成倍增加，导致类越来越多，增加维护成本

适用场景：
客户端不知道他所需要的对象的类
抽象工厂类通过其子类来指定创建哪个对象
*/

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;

class AbstractFruit{
public:
    virtual void ShowName()=0;
};
class Apple : public AbstractFruit{
public:
    virtual void ShowName(){
        cout<<"我是Apple"<<endl;
    }
};
class Banana : public AbstractFruit{
public:
    virtual void ShowName(){
        cout<<"我是Banana"<<endl;
    }
};
class Pear : public AbstractFruit{
public:
    virtual void ShowName(){
        cout<<"我是Pear"<<endl;
    }
};
//抽象工厂
class AbstractFactroy{
public:
    virtual AbstractFruit* CreateFruit()=0;
};
//苹果工厂
class AppleFactroy : public AbstractFactroy{
public:
    virtual AbstractFruit* CreateFruit(){
        return new Apple;
    }
};
class BananaFactroy : public AbstractFactroy{
public:
    virtual AbstractFruit* CreateFruit(){
        return new Banana;
    }
};
class PearFactroy : public AbstractFactroy{
public:
    virtual AbstractFruit* CreateFruit(){
        return new Pear;
    }
};

void test(){
    AbstractFactroy* factroy = nullptr;
    AbstractFruit* fruit = nullptr;
    factroy = new AppleFactroy;
    fruit = factroy->CreateFruit();
    fruit->ShowName();
    delete fruit;
    delete factroy;

    factroy = new BananaFactroy;
    fruit = factroy->CreateFruit();
    fruit->ShowName();
    delete fruit;
    delete factroy;

    factroy = new PearFactroy;
    fruit = factroy->CreateFruit();
    fruit->ShowName();
    delete fruit;
    delete factroy;
}

int main(){

    test();
    return 0;
}