设计模式之工厂模式

代码

这个工厂模式算是简单工厂的升级版，姑且叫它工厂2.0吧，后续还有工厂3.0（抽象工厂更加复杂）。还是采用例子来讲解，例子和前面的简单工厂是一样的，就是加减乘除四个不同算法类，相对比简单工厂，这个设计模式有四个部分，且听我娓娓道来：

1. 工厂类基类，是不同算法类工厂的基类，对应下面代码的$iFactory$
2. 具体的工厂类，对应加减乘除不同算法的具体工厂，对应于下面代码中继承于$iFactory$的类
3. 算法类的抽象，不同算法的基类，对应下面的$Operation$
4. 具体的算法类，算法的具体类，对应于下面代码中继承于$Operation$的类

看过前面的简单工厂之后，就可以很容易的发现，这里的变化，就是此工厂类不再生产所有的具体算法类了，工厂类也有抽象了，每个不同的具体工厂来生产具体的算法，为何要这样呢，这样代码不就变多了吗。不急不急，后面我会狡辩。咱继续看。

#include 
#include 
using std::string;

class Operation
{
    protected:
        double numberA;
        double numberB;
    public:
        Operation():numberA(0),numberB(0){};
        Operation(double A,double B):numberA(A),numberB(B){};
        void setA(double A){numberA = A;};
        void setB(double B){numberB = B;};
        virtual double getResult() = 0;
};

class OperationAdd : public Operation
{
    public:
        virtual double getResult(){return numberA + numberB;};
};

class OperationSub : public Operation
{
    public:
        virtual double getResult(){return numberA - numberB;};
};

class OperationMul : public Operation
{
    public:
        virtual double getResult(){return numberA * numberB;};
};

class OperationDiv : public Operation
{
    public:
        virtual double getResult(){return numberA / numberB;};
};

class iFactory
{
    public:
        virtual Operation * createOperation() = 0;
};

class addFactory : public iFactory
{
    public:
        virtual Operation * createOperation(){return new OperationAdd();};
};
class subFactory : public iFactory
{
    public:
        virtual Operation * createOperation(){return new OperationSub();};
};
class mulFactory : public iFactory
{
    public:
        virtual Operation * createOperation(){return new OperationMul();};
};
class divFactory : public iFactory
{
    public:
        virtual Operation * createOperation(){return new OperationDiv();};
};

int main()
{
    iFactory *operFactory = new addFactory();
    Operation *oper = operFactory->createOperation();
    oper->setA(1);
    oper->setB(2);
    std::cout<<oper->getResult()<<"\n";
    return 0;
}

详细表述

这里这里算法类和简单工厂是一样的，基类抽象获得具体算法类的值，调用同一个抽象基类的指针，实现不同的算法。我就不多bb了，直接说一下这个工厂类，这里你可以把基类指针（基类引用）和抽象当作同一个概念，可以的，可以的。

1. 首先是工厂基类，是一个抽象基类，有一个纯虚函数，因此不能有具体对象，它是用来抽象具体的工厂类的，工厂抽象获得具体工厂类的值，来实现抽象
2. 每个不同的算法类，拥有一个不同的工厂，然后算法抽象通过调用工厂抽象的$createOperation$方法（虽然是调用的基类指针，但是c++的运行时判断使得调用了具体工厂类的方法）得到不同的算法类，实现多态
3. 然后我们使用的时候直接使用算法基类指针进行调用，采用运行时判断使得不同的类调用不同的虚函数$getResult$实现多态

狡辩

ok，下面该我来狡辩前面的坑了，为啥工厂也要实现抽象，每个算法对应特定的工厂呢，假如嗷，我说假如，万一你使用简单工厂模式遇见了需要多个重复算法类的场景，你就的写出下面的代码，对吧（不让用循环嗷）！

Operation *oper1 = nullptr;
oper1 = OperationFactory::creatOperation('/');
Operation *oper2 = nullptr;
oper2 = OperationFactory::creatOperation('/');
Operation *oper3 = nullptr;
oper3 = OperationFactory::creatOperation('/');

现在我遇见一个问题，我不想使用除算法类了想用乘，那你就得改上面的代码，把’/‘改为’*'，改三个地方，记住3嗷，下面给你看看使用工厂模式的代码

iFactory *operFactory = new addFactory();
Operation *oper = operFactory->createOperation();
Operation *oper1 = operFactory->createOperation();
Operation *oper2 = operFactory->createOperation();
Operation *oper3 = operFactory->createOperation();

这里我改动的话，只需要把具体的工厂类改了就完事了，就改一处就行了，感受到工厂模式的好处了吧。

例子已经说明好处了，我们再说点专业的话语嗷。那就是设计模式中有大约七个原则吧

1. 单一职责原则 (Single Responsibility Principle)
2. 开放-关闭原则 (Open-Closed Principle)
3. 里氏替换原则 (Liskov Substitution Principle)
4. 依赖倒转原则 (Dependence Inversion Principle)
5. 接口隔离原则 (Interface Segregation Principle)
6. 迪米特法则（Law Of Demeter）
7. 组合/聚合复用原则 (Composite/Aggregate Reuse Principle)

我们看看工厂模式比简单工厂模式多满足了啥原则

1. 首先单一职责，这个很明显吧，工厂每个具体工厂类只负责一个算法类的生成，而简单工厂负责所有的算法类生成

2. 开放-关闭原则，这个有点抽象是吧，没听过这个原则，不好理解吧，hhh，没事，我给你们解释，通俗易懂就是对允许增加代码，但是不允许更改已有代码。我们看看工厂模式怎么符合的，我们上面有四个算法类，加减乘除，现在我要加一个算法类，取模算法类，那么简单工厂要怎么加呢，看下面代码

   class OperationFactory
   {
       public:
           static Operation * creatOperation(int operation)
           {
               Operation *result = nullptr;
               switch(operation)
               {
                   /*...
                   和前面的简单工厂一样*/
                   case '%'://here here
                       result = new OperationDiv();
                       break;
               }
               return result;
           }
   };
   

   $OperationFactory$需要改变，增加一个case，ok开放-关于原则它已破坏，那工厂模式怎么添加代码呢，看下面代码

   class OperationMod : public Operation
   {
       public:
           virtual double getResult(){return numberA % numberB;};
   };
   
   

   这里直接新添加一个子类就ok了，不要修改代码，就完成功能了，完美符合开放-关闭原则。

先说者两个吧，应该还有其他的原则，但是我不行了，我找不出来了，有知道的小朋友评论区@我一下嗷。