【C++设计模式二】工厂模式
（1）定义
简单工厂模式中，每新增一个具体产品，就需要修改工厂类内部的判断逻辑。为了不修改工厂类，遵循开闭原则，工厂方法模式中不再使用工厂类统一创建所有的具体产品，而是针对不同的产品设计了不同的工厂，每一个工厂只生产特定的产品。
定义一个用于创建对象的接口，但是让子类决定将哪一个类实例化。工厂方法模式让一个类的实例化延迟到其子类。
（2）结构
工厂模式结构如下：
- 抽象工厂（AbstractFactory）：所有生产具体产品的工厂类的基类，提供工厂类的公共方法；
- 具体工厂（ConcreteFactory）：生产具体的产品；
- 抽象产品（AbstractProduct）：所有产品的基类，提供产品类的公共方法；
- 具体产品（ConcreteProduct）：具体的产品类。
（3）实例
Factory.h
#ifndef FACTORY_H
#define FACTORY_H
#include <iostream>
#include <string>
/********************************产品类***********************************/
//抽象产品类AbstractProduct(并非真正意义上的抽象类，含有纯虚函数才是抽象类)
class AbstractSportProduct
{
public:
AbstractSportProduct(){}
~AbstractSportProduct(){}
//虚函数
virtual void play(){}
};
//具体产品类Basketball
class Basketball :public AbstractSportProduct
{
public:
Basketball(){}
~Basketball(){}
//具体实现方法
void play();
};
//具体产品类Football
class Football :public AbstractSportProduct
{
public:
Football(){}
~Football(){}
//具体实现方法
void play();
};
/********************************工厂类***********************************/
//抽象工厂类
class AbstractFactory{
public:
//纯虚函数
virtual AbstractSportProduct *getSportProduct() = 0;
};
//具体工厂类BasketballFactory
class BasketballFactory:public AbstractFactory
{
public:
BasketballFactory(){}
~BasketballFactory(){}
AbstractSportProduct *getSportProduct();
};
//具体工厂类FootballFactory
class FootballFactory:public AbstractFactory
{
public:
FootballFactory(){}
~FootballFactory(){}
AbstractSportProduct *getSportProduct();
};
#endif // FACTORY_H
Factory.cpp
#include "Factory.h"
/********************************产品类方法***********************************/
//Basketball方法
void Basketball::play(){
printf("play Basketball\n");
}
//Football方法
void Football::play(){
printf("play Football\n");
}
/********************************工厂类方法***********************************/
//BasketballFactory方法
AbstractSportProduct *BasketballFactory::getSportProduct()
{
return new Basketball();
}
//FootballFactory方法
AbstractSportProduct *FootballFactory::getSportProduct()
{
return new Football();
}
main.cpp
#include "Factory.h"
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
AbstractSportProduct *pro = nullptr;
AbstractFactory *fac = nullptr;
fac = new BasketballFactory();
pro = fac->getSportProduct();
pro->play();
fac = new FootballFactory();
pro = fac->getSportProduct();
pro->play();
return 0;
}
输出结果：
（4）总结
如果想增加棒球（Baseball）类，只需要增加一个棒球工厂（BaseballFacory），然后在客户端代码中修改具体工厂类的类名，而原有的类的代码无需修改。由此可看到，相较简单工厂模式，工厂方法模式更加符合开闭原则。工厂方法是使用频率最高的设计模式之一，是很多开源框架和API类库的核心模式。
优点：
- 工厂方法用于创建客户所需产品，同时向客户隐藏某个具体产品类将被实例化的细节，用户只需关心所需产品对应的工厂；
- 工厂自主决定创建何种产品，并且创建过程封装在具体工厂对象内部，多态性设计是工厂方法模式的关键；
- 新加入产品时，无需修改原有代码，增强了系统的可扩展性，符合开闭原则。
缺点：
- 添加新产品时，需要同时添加新的产品工厂，系统中类的数量成对增加，增加了系统的复杂度，更多的类需要编译和运行，增加了系统的额外开销；
- 工厂和产品都引入了抽象层，客户端代码中均使用的抽象层，增加了系统的抽象层次和理解难度。
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