设计模式(1) - Factory工厂模式

Factory(工厂)模式大致可以分为三种：简单工厂模式，工厂方法模式以及抽象工厂模式。

1. 简单工厂模式

    首先是简单工厂模式。主要逻辑是在工厂类中进行判断，根据类型生产出对应的产品。当需要增加新的产品时，就需要修改工厂类。换言之，抽象出一个公共接口形成抽象类或者接口，然后声明一个指向基类的指针，来指向实际的子类，以达到多态目的。

#include<iostream>using namespace std;enum PRODUCTTYPE {TYPEA, TYPEB};class Product{public:virtual ~Product(){};virtual void show() = 0;};class ConcreteProductA:public Product{public:void show(){ cout<<"ConcreteProductA"<<endl; }};class ConcreteProductB:public Product{public:void show() { cout<<"ConcreteProductB"<<endl;}};class SimpleFactory{public:Product *CreateProduct(enum PRODUCTTYPE type){if(TYPEA == type)    return new ConcreteProductA();else if(TYPEB == type)return new ConcreteProductB();elsereturn NULL;}};int main(){SimpleFactory factory;Product *prdt = factory.CreateProduct(TYPEB);prdt->show();delete prdt;system("pause");return 0;}

 运行结果：
ConcreteProductB
    这种实现方法，存在一些问题：
    1).客户程序员必须知道实际子类的名称。
    2).每增加一种新产品，就需要修改工厂类。违背了开放封闭原则，并且导致程序的扩展性以及维护变得困难。
    3).父类中并不知道具体要实例化哪一个具体的子类。假设：类A中需要使用类B, 而B是一个抽象父类，则A中无法知道具体要实例化哪一个B的子类，但是在A的子类D中是可以知道的。在A中，无法直接使用类似于new XXX，因为无法知道XXX代表的是哪种类。

2.工厂方法模式

    于是有了工厂方法模式。它的主要特征是：定义一个用于创建对象的接口，让子类去决定实例化哪一个类。将类的实例化延迟到子类中。

    仍然基于上述例子：新增一个工厂类B来生产B类型产品。此时，每个类型的工厂，生产不同类型的产品。因此，在产品生产的过程中，不再需要告诉其生产类型，而是选择对应的工厂即可。

class Product{public:virtual ~Product(){};virtual void show() = 0;};class ConcreteProductA:public Product{public:void show(){ cout<<"ConcreteProductA"<<endl; }};class ConcreteProductB:public Product{public:void show() { cout<<"ConcreteProductB"<<endl;}};class Factory{public:virtual Product *CreateProduct() = 0;};class FactoryA:public Factory{public:ConcreteProductA *CreateProduct(){return new ConcreteProductA;}};class FactoryB:public Factory{public:ConcreteProductB *CreateProduct(){return new ConcreteProductB;}};int main(){FactoryA factory_a;Product *product = factory_a.CreateProduct();product->show();delete product;FactoryB factory_b;product = factory_b.CreateProduct();product->show();delete product;system("pause");return 0;}

运行结果：
ConcreteProductA
ConcreteProductB
    工厂方法模式，也存在一定的缺陷：
    1).只要每增加一种新的产品，就需要相应的增加一个工厂，这样会产生大量的类。比起简单工厂模式，这种模式需要更多的类。这样，Factory的接口永远就无法封闭了。
        (当然，也有其它方法可以解决此问题。可以通过给Factory Method传递一个类型参数，来决定具体要创建哪种Product；或者利用模板，将具体的Product类做为模板参数).
    2).Factory模式存在局限性。它仅仅局限于一种类，即具体的产品类都有一个共同基类Product。如果需要为不同类型的类提供一个对象创建的接口，此方法就不行了。

3. 抽象工厂模式

    因此，引出了抽象工厂模式。它的主要特点是：提供一个用来创建一系列相关联或依赖的类的接口，而无需指定它们的具体的类。
    举例说明：电脑做为一种产品，即有笔记本电脑(Laptop)，也有台式机(Computer)。其中，每种产品又有不同的生产/实现者。因此，有下面的实现：

//抽象产品-Laptopclass ProductLaptop{public:virtual ~ProductLaptop()=0;};ProductLaptop::~ProductLaptop(){}//抽象产品-Computerclass ProductComputer{public:virtual ~ProductComputer() = 0;};ProductComputer::~ProductComputer(){}//具体产品-LenovoLaptopclass ProductLenovoLaptop:public ProductLaptop{public:ProductLenovoLaptop(){cout<<"ProductLenovoLaptop"<<endl;}};//具体产品-DellLaptopclass ProductDellLaptop:public ProductLaptop{public:ProductDellLaptop(){cout<<"ProductDellLaptop"<<endl;}};//具体产品-LenovoComputerclass ProductLenovoComputer:public ProductComputer{public:ProductLenovoComputer(){cout<<"ProductLenovoComputer"<<endl;}};//具体产品-DellComputerclass ProductDellComputer:public ProductComputer{public:ProductDellComputer(){cout<<"ProductDellComputer"<<endl;}};//抽象工厂class AbstractFactory{public:virtual ~AbstractFactory(){};virtual ProductComputer* CreateProductComputer()=0;virtual ProductLaptop* CreateProductLaptop()=0;};//具体工厂,生产lenovo品牌电脑class ConcreteFactoryLenovo:public AbstractFactory{public:ProductLaptop* CreateProductLaptop(){return new ProductLenovoLaptop();};ProductComputer* CreateProductComputer() {return new ProductLenovoComputer();};};//具体工厂,生产Dell品牌电脑class ConcreteFactoryDell:public AbstractFactory{public:ProductLaptop* CreateProductLaptop(){return new ProductDellLaptop();};ProductComputer* CreateProductComputer() {return new ProductDellComputer();};};int main(){ConcreteFactoryLenovo lenovo;lenovo.CreateProductLaptop();lenovo.CreateProductComputer();ConcreteFactoryDell dell;dell.CreateProductLaptop();dell.CreateProductComputer();system("pause");return 1;}

运行结果为：
ProductLenovoLaptop
ProductLenovoComputer
ProductDellLaptop
ProductDellComputer
    从上面看出，当需要创建一组对象(ProductLenovoLaptop, ProductLenovoComputer)的时候，只需要维护一个创建对象(ConcreteFactoryLenovo)即可。

4. 几种模式的区别

    AbstractFactory与Factory的区别：
    事实上，AbstractFactory模式是为创建一组相关或依赖的对象提供创建接口，而Factory是为一类对象提供创建接口或延迟对象的创建到子类中实现。并且，可以看出AbstractFactory模式通常都是使用Factory模式实现的(ConcreteFactoryA)。
    基于上面的例子：同样是Laptop和Computer，它们都可以由厂家生产，但是有不同的实现。有Lenovo和Dell两家生产出来的不同的Laptop与Computer。而负责生产Laptop与Computer就是Factory模式了。