C++简单工厂模式详解

1.问题引入

编写一个计算器程序代码，可使用任意一种面向对象语言编写。

2.编写代码思路的迭代

2.1 main函数主体内编写全部代码

在main函数主题写好了全部逻辑。包括两个运算数字的获取，中间运算符号的获取，通过对符号的if分支判断选取运算符参与运算数字的运算。这个时候出现的问题有：1.命名不规范。很多变量名都是A，B，C，不能通过名字知晓含义。2.if分支判断做了三次无用功，在这里可以选用switch。3.除法没有考虑除0判断，程序的健壮性不够。之后进行了第一次修改。

2.2 修改上述问题后的main函数代码

修改上诉问题后代码是没问题的，但是问题是不符合出题人心意。当前代码由于全部都在main函数里面，程序不容易维护，不容易拓展，不容易复用，不够灵活。
软件可维护性指的是维护人员对该软件进行维护的难易程度，具体包括理解、改正、改动和改进该软件的难易程度。
软件的可扩展性表现为基础设置不需要经常变更，应用之间较少依赖或耦合，可以对需求变更快速响应。
软件复用是使用已有的软件组件去实现或更新软件系统的过程。
软件开发中的灵活性通常是指管理方法和开发方法的灵活性，更细微的范围内则是指编码的灵活性。如果在解决某一问题时具备了多种可选择的方法，则可以认为开发过程拥有灵活性。
故接下来进行第二次修改。

2.3 引入面向对象后的代码

代码分为两部分，一部分是关于operation类的编写，包含了两个成员变量及计算的成员方法。另一个部分是主函数的编写。这样的好处是实现了业务和界面的分离。缺点是这里只用了封装，没有用到面向对象中的继承和多态。假如要新加一个开根号的运算（假设这里它只有加减乘除的运算），那么需要拿到所有方法代码再进行修改，但其实感觉上而言都是奇怪的操作，因为只想新加一个功能却需要拿到所有功能的代码才能进行添加。其实归根结底就是耦合度太高。
耦合度是某模块(类)与其它模块(类)之间的关联、感知和依赖的程度，是衡量代码独立性的一个指标，也是软件工程设计及编码质量评价的一个标准。
故接下来进行第三次修改。

2.4 加上继承和多态后的代码

在上一步，operation是作为主类，但是由于耦合度太高，所以做进一步耦合度的降低，采用继承和多态。所以有关于计算的四个类operationAdd、operationSub、operationMul、operationDiv继承operation，并且在operation中有虚方法getResult，子类里面都对该方法进行重写，从而实现多态。
那么其实就剩一个问题：就是实例化对象，比如增加开根号运算，那么我们应该考虑用一个类单独去制造出对象，这就是简单工厂模式。

3.C++简单工厂代码

//simpleFactory.h
#ifndef _SimpleFactory_H_
#define _SimpleFactory_H_

#include 
#include 
#include 

using namespace std;

class Operation{
    protected:
        double _numberA = 0;
        double _numberB = 0;
    public:
        Operation(){}
        Operation(double a, double b){
            _numberA = a;
            _numberB = b;
        }
        Operation &operator=(Operation &p){
            _numberA = p.getNumberA();
            _numberB = p.getNumberB();
        }
        double getNumberA(){
            return _numberA;
        }
        void setNumberA(double value){
            _numberA = value;
        }
        double getNumberB(){
            return _numberB;
        }
        void setNumberB(double value){
            _numberB = value;
        }
        virtual double GetResult(){
            return 0;
        }
};
class OperationAdd:public Operation{
    double GetResult(){
        double result = 0;
        result = _numberA + _numberB;
        return result;
    }
};
class OperationSub:public Operation{
    double GetResult(){
        double result = 0;
        result = _numberA - _numberB;
        return result;
    }
};
class OperationMul:public Operation{
    double GetResult(){
        double result = 0;
        result = _numberA * _numberB;
        return result;
    }
};
class OperationDiv:public Operation{
    double GetResult(){
        double result = 0;
        try{
            result = _numberA / _numberB;
        }catch(exception &){
            cout << "发生除0异常" << endl;
        }
        return result;
    }
};
class OperationFactory{
    public:
        static Operation* createOperation(char operate){
            Operation* oper;
            switch (operate){
                case '+':
                    oper = new OperationAdd();
                    break;
                case '-':
                    oper = new OperationSub();
                    break;
                case '*':
                    oper = new OperationMul();
                    break;
                case '/':
                    oper = new OperationDiv();
                    break;
            }
            return oper;
        }
};
#endif //_SimpleFactory_H_

//simpleFactory.cpp
#include "simpleFactory.h"

int main(){
    Operation* oper;
    oper = OperationFactory::createOperation('+');
    oper->setNumberA(1);
    oper->setNumberB(2);
    double result = oper->GetResult();
    std::cout << "Result: " << result << std::endl;
    return 0;
}
//CSDN@Credic1017

4.总结

4.1 简单工厂模式适用场景

可以发现，简单工厂类是制造运算类的对象的，并且只需要传递关键参数给简单工厂类的方法（通常为静态方法），就可以创造出相应的对象出来。
故简单工厂适用于工厂类负责创建的对象较少的场景，且客户端只需要传入工厂类的参数，对于如何创建对象不需要关心。

4.2收获

1.可以通过封装、继承、多态把程序的耦合度降低。
2.可以通过设计模式使程序变得更加灵活，易于修改，并且易于复用。
3.简单工厂模式适用创建对象少的情况，需要传参来指定需要的对象（产品）。

参考：《大话设计模式》