C++设计模式-工厂方法

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。工厂方法（Factory Method）使一个类的实例化延迟到其子类。也叫虚构造器（Virtual Constructor）

 

结构

 

理解

1.      Product是工厂方法生产产品的抽象基类。

2.      Creator是生产产品的工厂对象抽象基类。Creator提供创建虚方法即工厂方法FactoryMeothod()。FactoryMeothod()由派生类（ConcreteCreator）具体实现，生产对应的具体产品（ConcreteProduct）。

3.      ConcreteProduct是继承Product的具体产品。

4.      ConcreteCreator是生产对应具体产品（ConcreteProduct）的具体工厂。它重新实现继承的工厂方法FactoryMeothod()，生产具体产品。

 

要点

1.      工厂方法模式中，工厂和产品的基类和派生类是平行关系。抽象产品（Product）对应层次是抽象工厂（Creator）。在派生类层次，每个具体产品（ConcreteProduct）对应一个具体工厂（ConcreteCreator）。换句话说，每新增一个具体产品，就要新增一个对应的具体工厂。

2.      工厂方法的核心是FactoryMeothod()，每个具体工厂都重新实现该接口，产生具体类对象。

3.      工厂方法分离客户端和具体类的实现。利用子类（即具体工厂），让子类来决定如何来生产一个具体产品。这样，客户端（即调用者）只需要知道这个类的抽象类型，由子类去和具体产品类打交道。

4.      工厂基类中的方法AnOperation()，不是工厂方法，只是供具体工厂实现的公共接口（可以说是工厂对产品的使用行为）。但个人认为，工厂方法只是生产产品，公共接口的重点应该是产品，因此在产品基类里增加产品使用的公共接口更加实用。

5.      工厂方法模式的工厂（Creator）若要全局唯一，可以结合单件（Singleton）模式应用。

6.      关于简单工厂(也叫静态工厂)。工厂方法强调的是“让子类决定实例化什么样的对象”，因为子类知道它们要使用的特定产品。如果我们将Creator和ConcreteCreator的角色合一，并且将工厂方法FactoryMeothod()静态化，那么就退化成了简单工厂模式。

 

应用

1.      工厂方法应用场景：

当一个类不知道它所必须创建的对象的类的时候。

当一个类希望由它的子类来指定它所创建的对象的时候。

当类将创建对象的职责委托给多个帮助子类中的某一个，并且你希望将哪一个帮助子类是代理者这一信息局部化的时候。（往往放在抽象产品侧）

2.      Loki库中对工厂方法有一个比较完美的实现，结合了函数对象（Functor），可制定产品创建方法。可参见：http://loki-lib.sourceforge.net/index.php?n=Pattern.FactoryMethod

3.      源码中的应用

COSProduct是产品基类。并且有产品的公共使用接口。

COSCreator是工厂基类。模式结构中的产品使用行为接口AnOperaion并没有出现在工厂基类接口中，放在了产品侧（Start接口）。

具体工厂可以通过继承COSCreator实现，有多少个具体工厂，就要有多少个具体工厂类。通过C++模板可以避免创建多个具体工厂（模板类CConcreteCreator）。

 

源码

#include<iostream>

#include<string>

usingnamespace std;

 

///////////////////产品

classCOSProduct

{

public:

    virtual ~COSProduct(){};

    //产品的公共接口。相当于AnOperation

    virtual void Start() = 0;

};

 

classCWindowsProduct : publicCOSProduct

{

public:

    virtual void Start()

    {

        cout << "Windows start." << endl;

    }

};

 

classCLinuxProduct : publicCOSProduct

{

public:

    virtual void Start()

    {

        cout << "Linux start." << endl;

    }

};

 

///////////////////工厂基类

classCOSCreator

{

public:

    ~COSCreator(){};

    //工厂方法。生产产品

    virtual COSProduct* Create() = 0;

};

 

///////////////////具体工厂

classCWindowsCreator : publicCOSCreator

{

public:

    virtual COSProduct* Create()

    {

        cout << "Create windows…" << endl;

        return new CWindowsProduct;

    };

};

classCLinuxCreator : publicCOSCreator

{

public:

    virtual COSProduct* Create()

    {

        cout << "Create linux…" << endl;

        return new CLinuxProduct;

    };

};

 

/////另一种具体工厂：使用模板避免创建多个具体工厂子类

template<typenameT>

classCConcreteCreator : publicCOSCreator

{

public:

    CConcreteCreator(const string strProductType) : m_strProductType(strProductType)

    {};

 

    virtual COSProduct* Create()

    {

        cout << "ConcreteCreator. product type: " <<m_strProductType << endl;

        return new T;

    };

 

protected:

    string m_strProductType;

};

 

 

intmain()

{

    COSCreator* pCreator = NULL;

    COSProduct *pProduct = NULL;

 

    pCreator = new CWindowsCreator;

    pProduct = pCreator->Create();

    pProduct->Start();

    delete pProduct;

    delete pCreator;

 

    pCreator = new CLinuxCreator;

    pProduct = pCreator->Create();

    pProduct->Start();

    delete pProduct;

    delete pCreator;

 

    //另一种实现具体工厂方式：使用模板避免创建子类

    CConcreteCreator<CWindowsProduct> windowsCreator("windows");

    pProduct = windowsCreator.Create();

    pProduct->Start();

    delete pProduct;

 

    CConcreteCreator<CLinuxProduct> linuxCreator("linux");

    pProduct = linuxCreator.Create();

    pProduct->Start();

    delete pProduct;

 

    system("pause");

    return 0;

}

 

输出：

Create windows…

Windows start.

Create linux…

Linux start.

ConcreteCreator. product type: windows

Windows start.

ConcreteCreator. product type: linux

Linux start.