[创建型模式] head first 设计模式之工厂模式(Factory)

╰+哭是因爲堅強的太久メ 2022-04-14 05:40 203阅读 0赞

1 概述  
工厂模式专门负责将大量有共同接口的类实例化。工厂模式可以动态决定将哪一个类实例化，不必事先知道每次要实例化哪一个类。工厂模式有以下几种形态：  
\[color=red\]a) 简单工厂(Simple Factory)模式\[/color\]  
专门定义一个类来负责创建其它类的实例，被创建的实例通常都具有共同的父类。  
注意：简单工厂模式并不包含在23种模式之内。  
\[img\]http://dl2.iteye.com/upload/attachment/0091/6096/8721053b-0b3a-3ffc-ba99-9fbdc6402b3c.png\[/img\]  
  
  
\[color=red\] b) 工厂方法(Factory Method)模式,又称多形性工厂(Polymorphic Factory)模式\[/color\]  
将对象的创建交由父类中定义的一个标准方法来完成，而不是其构造函数，究竟应该创建何种对象由具体的子类负责决定。\[color=red\]通过继承来实现的。\[/color\]  
\[img\]http://dl2.iteye.com/upload/attachment/0091/6108/b23b1d4c-366b-3064-b7a2-6f19164ae854.png\[/img\]  
  
\[color=red\]c) 抽象工厂(Abstract Factory)模式,又称工具箱(Kit或Toolkit)模式\[/color\]  
提供一个共同的接口来创建相互关联的多个对象。\[color=red\]通过组合来实现的，但是抽象工厂中创建产品的方法通常是以“工厂方法”来实现的\[/color\]  
  
\[img\]http://dl2.iteye.com/upload/attachment/0091/6123/34023d11-556f-3377-b883-6820347e8ed3.png\[/img\]  
  
GOF在《设计模式》一书中将工厂模式分为两类：工厂方法模式（Factory Method）与抽象工厂模式（Abstract Factory）。将简单工厂模式（Simple Factory）看为工厂方法模式的一种特例，两者归为一类。  
  
2 说明  
工厂方法用来处理对象的创建，并将这样的行为封装在子类中。这样，客户程序中关于超类的代码就和子类对象创建代码解耦了。  
工厂模式定义：实例化对象，用工厂方法代替new操作。  
  
  
  
工厂方法模式 抽象工厂模式  
  
针对的是一个产品等级结构 针对的是面向多个产品等级结构  
一个抽象产品类 多个抽象产品类  
可以派生出多个具体产品类 每个抽象产品类可以派生出多个具体产品类  
一个抽象工厂类，可以派生出多个具体工厂类 一个抽象工厂类，可以派生出多个具体工厂类  
每个具体工厂类只能创建一个具体产品类的实例 每个具体工厂类可以创建多个具体产品类的实例  
  
3小结  
★工厂模式中，重要的是工厂类，而不是产品类。产品类可以是多种形式，多层继承或者是单个类都是可以的。但要明确的，工厂模式的接口只会返回一种类型的实例，这是在设计产品类的时候需要注意的，最好是有父类或者共同实现的接口。  
★使用工厂模式，返回的实例一定是工厂创建的，而不是从其他对象中获取的。  
★工厂模式返回的实例可以不是新创建的，返回由工厂创建好的实例也是可以的。  
  
  
4 区别  
\[color=red\]简单工厂 ： 用来生产同一等级结构中的任意产品。（对于增加新的产品，无能为力）  
工厂方法 ：用来生产同一等级结构中的固定产品。（支持增加任意产品）  
抽象工厂 ：用来生产不同产品族的全部产品。（对于增加新的产品，无能为力；支持增加产品族） \[/color\]  
  
简单工厂代码示例

class Light
    {
       
    public:
        virtual void TurnOn() = 0;
        virtual void TurnOff() = 0;
    };
    
    class BulbLight : public Light
    {
       
    public:
        virtual void TurnOn()
        {
       
            cout << "Bulb Light is Turned on\n";
        }
    
        virtual void TurnOff()
        {
       
            cout << "Bulb Light is Turned off\n";
        }
    };
    
    class TubeLight : public Light
    {
       
    public:
        virtual void TurnOn()
        {
       
            cout << "Tube Light is Turned on\n";
        }
    
        virtual void TurnOff()
        {
       
            cout << "Tube Light is Turned off\n";
        }
    };
    
    typedef enum EM_LightType
    {
       
        LightType_Bulb,
        LightType_Tube,
    }LightType;
    
    class LightSimpleFactory
    {
       
    public:
        Light* Create(LightType emLightType)
        {
       
            if(LightType_Bulb == emLightType)
            {
       
                return new BulbLight();
            }
            else if(LightType_Tube == emLightType)
            {
       
                return new TubeLight();
            }
            else
            {
       
                return NULL;
            }
        }
    };
    
    class LightSimpleFactoryTest
    {
       
    public:
        void run()
        {
       
            LightSimpleFactory* pFactory = new LightSimpleFactory();
    
            Light* pLight = pFactory->Create(LightType_Bulb);
            pLight->TurnOn();
            pLight->TurnOff();
            delete pLight;
    
            cout <<"-----------------\n";
    
            pLight = pFactory->Create(LightType_Tube);
            pLight->TurnOn();
            pLight->TurnOff();
            delete pLight;
    
            delete pFactory;
        }
    };

工厂方法示例  
\[img\]http://t25-1.yunpan.360.cn/p/800-600.ebbf07c05042173fa5d0ef5181665565d7744b9a.bea5d5.jpg?t=4264dce59eaeb5c98815a75bda9d7e40&d=20130820\[/img\]

#ifndef   FACTORY_H
    #define   FACTORY_H
    
    #include <iostream>
    #include <string>
    #include <list>
    #include <cassert>
    using namespace std;
    
    //工厂模式
    namespace Factory
    {
       
    //const definitions
    // 
    typedef list<string>  ToppingList;
    
    //
    class Pizza
    {
       
    public:
        const char* getName()
        {
       
            return m_Name.c_str();
        }
    
        void prepare()
        {
       
    //         class PizzaIngredientFactory
    //         {
       
    //         public:
    //             Dough* creatDough() { return new Dough(); }
    //             Sauce* creatSauce() { return new Sauce(); }
    //         };
    //         PizzaIngredientFactory ingredientFactory;
    //         
    //         m_Dough = ingredientFactory.creatDough();
    //         m_Sauce = ingredientFactory.creatSauce();
    
            cout << "Preparing " << m_Name.c_str() << endl;
            cout << "Tossing dough..." << endl;
            cout << "Adding sauce..." << endl;
            cout << "Adding topping: " << endl;
    
            ToppingList::const_iterator iter = m_Toppings.begin();
            ToppingList::const_iterator end  = m_Toppings.end();
            for ( ; iter !=  end; ++iter)
            {
       
                cout << " " << (*iter).c_str();
            }
            cout << endl;
        }
    
        void bake()
        {
       
            cout << "Bake for 25 minutes at 350" << endl;
        }
    
        void cut()
        {
       
            cout << "Cutting the pizza into diagonal slices" << endl;
        }
    
        void box()
        {
       
            cout << "Place pizza in official PizzaStore box" << endl;
        }
    
    protected:
        string m_Name;
        string m_Dough;
        string m_Sauce;
        ToppingList m_Toppings;
    };
    
    //
    class NYStyleCheesePizza : public Pizza
    {
       
    public:
        NYStyleCheesePizza()
        {
       
            m_Name  = "NY Style Sauce and cheese Pizza";
            m_Dough = "Thin Crust Dough";
            m_Sauce = "Marinara Sauce";
            m_Toppings.push_back(string("Grated Reggiano Cheese"));
        }
    };
    
    //
    class ChicagoStyleCheesePizza : public Pizza
    {
       
    public:
        ChicagoStyleCheesePizza()
        {
       
            m_Name  = "Chicago Style Deep Dish cheese Pizza";
            m_Dough = "Extra Thick Crust Dough";
            m_Sauce = "Plum Tomato Sauce";
    
            m_Toppings.push_back(string("Shredded Mozzarella Cheese"));
        }
    
        void cut()
        {
       
            cout << "Cutting the pizza into square slices" << endl;
        }
    };
    
    //
    class PizzaStore
    {
       
    public:
        Pizza* orderPizza( string type)
        {
       
            if (m_Pizza != NULL)
            {
       
                delete m_Pizza;
                m_Pizza = NULL;
            }
    
            m_Pizza = createPizza(type);
    
            if ( m_Pizza != NULL)
            {
       
                m_Pizza->prepare();
                m_Pizza->bake();
                m_Pizza->cut();
                m_Pizza->box();
            }
    
            return m_Pizza;
        }
    
        PizzaStore()
            : m_Pizza(NULL)
        {}
    
        virtual ~PizzaStore()
        {
       
            if (m_Pizza!=NULL)
            {
       
                delete m_Pizza;
                m_Pizza = NULL;
            }
        }
    
    protected:
        virtual Pizza* createPizza(string type) = 0;
    
    protected:
        Pizza* m_Pizza;
    };
    
    //the factory
    //
    class NYStylePizzaStore : public PizzaStore
    {
       
    public:
        virtual Pizza* createPizza(string type)
        {
       
            if (type == "cheese")
            {
       
                m_Pizza = new NYStyleCheesePizza();
            }
            else if (type == "pepperoni")
            {
       
                //m_Pizza = new NYStylePepperoniPizza();
            }
            else if (type=="clam")
            {
       
                //m_Pizza = new NYStyleClamPizza();
            }
            else if (type=="veggie")
            {
       
                //m_Pizza = new NYStyleVeggiePizza();
            }
            else
            {
       
                m_Pizza = NULL;
            }
    
            return m_Pizza;
        }
    };
    
    //
    class ChicgoStytlePizzaStore : public PizzaStore
    {
       
    public:
        virtual Pizza* createPizza(string type)
        {
       
            if (type == "cheese")
            {
       
                m_Pizza = new ChicagoStyleCheesePizza();
            }
            else if (type == "pepperoni")
            {
       
                //m_Pizza = new ChicagoStylePepperoniPizza();
            }
            else if (type=="clam")
            {
       
                //m_Pizza = new ChicagoStyleClamPizza();
            }
            else if (type=="veggie")
            {
       
                //m_Pizza = new ChicagoStyleVeggiePizza();
            }
            else
            {
       
                m_Pizza = NULL;
            }
    
            return m_Pizza;
        }
    };
    
    //
    class PizzaTestDrive
    {
       
    public:
        void run()
        {
       
            PizzaStore* nyStore = new NYStylePizzaStore();
            PizzaStore* chicagoStore = new ChicgoStytlePizzaStore();
    
            Pizza* pizza = nyStore->orderPizza("cheese");
            assert(pizza != NULL);
            cout << "Ethan ordered a " << pizza->getName() << endl;
    
            pizza = chicagoStore->orderPizza("cheese");
            assert(pizza != NULL);
            cout << "Joel ordered a " << pizza->getName() << endl;
    
            delete nyStore;
            delete chicagoStore;
        }
    };
    
    }//namespace Factory
    
    #endif

\[img\]http://t25-2.yunpan.360.cn/p/800-600.9a8ed69c02cb10342602537560203de1c25aa97a.dd1367.jpg?t=4264dce59eaeb5c98815a75bda9d7e40&d=20130820\[/img\]  
抽象工厂示例

#include <iostream>
    using namespace std;
    
    class AbstractProductA
    {
       
    public:
        virtual ~AbstractProductA(){}
    
    protected:
        AbstractProductA(){}
    
    private:
    };
    
    class AbstractProductB
    {
       
    public:
        virtual ~AbstractProductB(){}
    
    protected:
        AbstractProductB(){}
    };
    
    class ProductA1 : public AbstractProductA
    {
       
    public:
    	ProductA1()
        {
       
            cout<<"ProductA1..."<<endl;
        }
        ~ProductA1(){}
    };
    
    class ProductA2 : public AbstractProductA
    {
       
    public:
    	ProductA2()
        {
       
            cout<<"ProductA2..."<<endl;
        }
    
        ~ProductA2(){}
    };
    
    class ProductB1 : public AbstractProductB
    {
       
    public:
    	ProductB1()
        {
       
            cout<<"ProductB1..." << endl;
        }
        ~ProductB1(){}
    };
    
    class ProductB2 : public AbstractProductB
    {
       
    public:
    	ProductB2()
        {
       
            cout<<"ProductB2..." << endl;
        }
        ~ProductB2(){}
    };
    
    //
    class AbstractFactory
    {
       
    public:
        virtual ~AbstractFactory(){}
    	virtual AbstractProductA *CreateProductA() = 0;
    	virtual AbstractProductB *CreateProductB() = 0;
    
    protected:
        AbstractFactory(){}
    
    };
    
    class ConcreteFactory1 : public AbstractFactory
    {
       
    public:
    	ConcreteFactory1()
        {
       
        }
    
    	~ConcreteFactory1()
        {
       
        }
    
    	AbstractProductA* CreateProductA()
        {
       
            return new ProductA1();
        }
    
    	AbstractProductB* CreateProductB()
        {
       
            return new ProductB1();
        }
    };
    
    class ConcreteFactory2 : public AbstractFactory
    {
       
    public:
        ConcreteFactory2(){}
        ~ConcreteFactory2(){}
    
    	AbstractProductA *CreateProductA()
        {
       
            return new ProductA2();
        }
    
    	AbstractProductB *CreateProductB()
        {
       
            return new ProductB2();
        }
    };
    
    //
    int main(int argc, char *argv[])
    {
       
    	AbstractFactory *cf1 = new ConcreteFactory1();
    	cf1->CreateProductA();
    	cf1->CreateProductB();
    
    	AbstractFactory *cf2 = new ConcreteFactory2();
    	cf2->CreateProductA();
    	cf2->CreateProductB();
    
    	return 0;
    }