C++ 设计模式 （一） 工厂模式

  Factory模式的主要作用有两个：1.定义对象的创建借口，封装对象的创建过程；2.将对象的创建推迟到子类中去实现。

  在实际的开发过程中，我们往往创建的并不是基类本身而是其子类，但是子类的类名又不能提前知道，为了解决这个问题，只能将子类的创建推迟，Factory模式为这种问题的解决提供了一个很好的方案。同时，过多的不同子类的创建导致命名的苦难和程序结构的混乱，Factory模式为管理这些子类的创建提供了方便。

 

Factory 设计模式结构示意图

给出一个具体的例子

fruite.h(命名时多打了个e)

#ifndef _FRUIT_H_#define _FRUIT_H_class Fruit{public:virtual ~Fruit();//protected:virtual void grow();protected:Fruit();private:};class Apple:public Fruit{public:Apple();~Apple();virtual void grow(); void pie(); //新方法};class Orange:public Fruit{public:Orange();~Orange();virtual void grow(); void juice(); //新方法private:};#endif

定义了3个类，Apple和Orange继承自Fruit,注意将Fruit的构造函数设置为protected访问权限，使其不能构造Fruit抽象对象，grow为virtual函数，方便检验，其实grow可以设置为纯虚函数的。

 

fruit.cpp

#include "fruit.h"#include<iostream>using std::cout;using std::endl;Fruit::Fruit(){ cout<<"construct Fruit"<<endl;}Fruit::~Fruit(){ cout<<"deconstructor Fruit"<<endl;}void Fruit::grow(){ cout<<"Fruit grow"<<endl;}Apple::Apple(){ cout<<"Constructor Apple"<<endl;}Apple::~Apple(){ cout<<"Deconstructor Apple"<<endl;}void Apple::grow(){ cout<<"Apple grow"<<endl;}void Apple::pie(){ cout<<"Apple pie"<<endl;}Orange::Orange(){ cout<<"constructor orange"<<endl;}Orange::~Orange(){ cout<<"Deconstructor orange"<<endl;}void Orange::grow(){ cout<<"Orange grow"<<endl;}void Orange::juice(){ cout<<"Orange juice"<<endl;}

factory.h

在这里定义抽象基类Factory,OrangeFactory和AppleFactory,其中createFruit为虚函数，生成Fruit对象

 

#ifndef _FACTORY_H_#define _FACTORY_H_#include "fruit.h"//简单工厂模式的实现class Factory{public:virtual ~Factory(); virtual Fruit* createFruit()=0; protected:Factory();};class OrangeFactory:public Factory{public:OrangeFactory();~OrangeFactory(); Fruit* createFruit();};class AppleFactory:public Factory{public:AppleFactory();~AppleFactory();Fruit* createFruit();};#endif

 

factory.cpp

 

#include "factory.h"#include <iostream>using std::cout;using std::endl;Factory::Factory(){ cout<<"Factory constructor"<<endl;}Factory::~Factory(){ cout<<"Factory deconstructor"<<endl;}/*Fruit* Factory::createFruit(){cout<<"Factory::createFruit()"<<endl; return new Fruit();}*/Fruit* OrangeFactory::createFruit(){cout<<"OrangeFactory::createFruit()"<<endl; return new Orange();}OrangeFactory::OrangeFactory(){ cout<<"constructor OrangeFactory"<<endl;}OrangeFactory::~OrangeFactory(){ cout<<"deconstructor OrangeFactory"<<endl;}AppleFactory::~AppleFactory(){ cout<<"deconstructor AppleFactory"<<endl;}AppleFactory::AppleFactory(){ cout<<"constructor AppleFactory"<<endl;}Fruit* AppleFactory::createFruit(){cout<<"AppleFactory::createFruit()"<<endl; return new Apple();}

 

main.cpp

将实现的factory模式具体应用

 

#include<iostream>#include "factory.h"#include "factory2.h"using std::cout;using std::endl;int main(int argc,char** argv){Factory *pFactory; Fruit* pFruit;//创建orangepFactory=new OrangeFactory();pFruit=pFactory->createFruit();pFruit->grow();cout<<endl;//创建apple pFactory=new AppleFactory();pFruit=pFactory->createFruit();pFruit->grow(); cout<<endl;/***************************** factory2,动态创建* 存在的问题，添加新产品需修改* 工厂类，不能自动化****************************/ Factory2* pFactory2=new Factory2(); //创建苹果pFruit=pFactory2->createFruit("Apple");pFruit->grow();cout<<endl;//创建橘子pFruit=pFactory2->createFruit("Orange");pFruit->grow();cout<<endl;delete pFruit;delete pFactory;delete pFactory2; return 0;}

 

上面的Factory2类等会在解释。我们可以看到为了生成Fruit子类我们创建了AppleFactory和OrangeFactory两个具体的工厂类，这样会导致类的增多，我们也可以在一个类中提供不同的创建接口来实现，但是问题是一样的会导致接口的增加和命名管理的复杂度。一个可行的方法是为createFruit接口提供不同的参数来创建不同的Fruit对象。我开始尝试用mfc中的宏来实现，但是发现看得懂是一回事，会做又是另一回事，只能改用其他方法来实现，该方法在添加新类的时候可能需要修改一下方法。

factory2.h

 

#ifndef _FACTORY2_H_#define _FACTORY2_H_#include "fruit.h"#include <string>using std::string;class Factory2{public:Factory2();virtual ~Factory2();virtual Fruit* createFruit(string name);};#endif

factory2.cpp

#include "factory2.h"#include <iostream>#include <string>using std::cout;using std::endl;using std::string;Factory2::Factory2(){ cout<<"Factory2 constructor"<<endl;}Factory2::~Factory2(){ cout<<"Factory2 deconstructor"<<endl;}Fruit* Factory2::createFruit(string name){//注意判定顺序 if(name=="Apple")return new Apple();else if(name=="Orange")return new Orange();/*else if(name=="Fruit")return new Fruit();*/else return NULL;//return new Fruit();}

可以看到，通过对传入类名，对传入的字符串的判断来生成不同的Fruit对象，有新的子类时只需添加新的判定条件即可。