设计模式(1)- 工厂模式



    最近看设计模式的书,对于每个模式,用C++写了个小例子,加深一下理解。主要参考《大话设计模式》和《设计模式:可复用面向对象软件的基础》两本书。本文介绍工厂模式的实现。

    工厂模式属于创建型模式,大致可以分为三类,简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式。

    听上去差不多,都是工厂模式,下面一个个介绍。

    首先介绍简单工厂模式,它的主要特点是需要在工厂类中做判断,从而创造相应的产品。当增加新的产品时,就需要修改工厂类。有点抽象,举个例子就明白了。有一家生产处理器核的厂家,它只有一个工厂,能够生产两种型号的处理器核。客户需要什么样的处理器核,一定要显示地告诉生产工厂。下面给出一种实现方案。


enum CTYPE {COREA, COREB};   
class SingleCore  
{  
public:  
    virtual void Show() = 0;
};  
//单核A  
class SingleCoreA: public SingleCore  
{  
public:  
    void Show() { cout<<"SingleCore A"<<endl; }  
};  
//单核B  
class SingleCoreB: public SingleCore  
{  
public:  
    void Show() { cout<<"SingleCore B"<<endl; }  
};  
//唯一的工厂,可以生产两种型号的处理器核,在内部判断  
class Factory  
{  
public:   
    SingleCore* CreateSingleCore(enum CTYPE ctype)  
    {  
        if(ctype == COREA) //工厂内部判断  
            return new SingleCoreA(); //生产核A  
        else if(ctype == COREB)  
            return new SingleCoreB(); //生产核B  
        else  
            return NULL;  
    }  
};  



    这样设计的主要缺点之前也提到过,就是要增加新的核类型时,就需要修改工厂类。这就违反了开放封闭原则:软件实体(类、模块、函数)可以扩展,但是不可修改。
   
    于是,工厂方法模式出现了。所谓工厂方法模式,是指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。Factory Method使一个类的实例化延迟到其子类。

    听起来很抽象,还是以刚才的例子解释。这家生产处理器核的产家赚了不少钱,于是决定再开设一个工厂专门用来生产B型号的单核,而原来的工厂专门用来生产A型号的单核。这时,客户要做的是找好工厂,比如要A型号的核,就找A工厂要;否则找B工厂要,不再需要告诉工厂具体要什么型号的处理器核了。下面给出一个实现方案。


class SingleCore  
{  
public:  
    virtual void Show() = 0;
};  
//单核A  
class SingleCoreA: public SingleCore  
{  
public:  
    void Show() { cout<<"SingleCore A"<<endl; }  
};  
//单核B  
class SingleCoreB: public SingleCore  
{  
public:  
    void Show() { cout<<"SingleCore B"<<endl; }  
};  
class Factory  
{  
public:  
    virtual SingleCore* CreateSingleCore() = 0;
};  
//生产A核的工厂  
class FactoryA: public Factory  
{  
public:  
    SingleCoreA* CreateSingleCore() { return new SingleCoreA; }  
};  
//生产B核的工厂  
class FactoryB: public Factory  
{  
public:  
    SingleCoreB* CreateSingleCore() { return new SingleCoreB; }  
};  



    工厂方法模式也有缺点,每增加一种产品,就需要增加一个对象的工厂。如果这家公司发展迅速,推出了很多新的处理器核,那么就要开设相应的新工厂。在C++实现中,就是要定义一个个的工厂类。显然,相比简单工厂模式,工厂方法模式需要更多的类定义。

    既然有了简单工厂模式和工厂方法模式,为什么还要有抽象工厂模式呢?它到底有什么作用呢?

    还是举这个例子,这家公司的技术不断进步,不仅可以生产单核处理器,也能生产多核处理器。现在简单工厂模式和工厂方法模式都鞭长莫及。抽象工厂模式登场了。它的定义为提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口,而无需指定它们具体的类。具体这样应用,这家公司还是开设两个工厂,一个专门用来生产A型号的单核多核处理器,而另一个工厂专门用来生产B型号的单核多核处理器,下面给出实现的代码。


//单核  
class SingleCore   
{  
public:  
    virtual void Show() = 0;
};  
class SingleCoreA: public SingleCore    
{  
public:  
    void Show() { cout<<"Single Core A"<<endl; }  
};  
class SingleCoreB :public SingleCore  
{  
public:  
    void Show() { cout<<"Single Core B"<<endl; }  
};  
//多核  
class MultiCore    
{  
public:  
    virtual void Show() = 0;
};  
class MultiCoreA : public MultiCore    
{  
public:  
    void Show() { cout<<"Multi Core A"<<endl; }  
  
};  
class MultiCoreB : public MultiCore    
{  
public:  
    void Show() { cout<<"Multi Core B"<<endl; }  
};  
//工厂  
class CoreFactory    
{  
public:  
    virtual SingleCore* CreateSingleCore() = 0;
    virtual MultiCore* CreateMultiCore() = 0;
};  
//工厂A,专门用来生产A型号的处理器  
class FactoryA :public CoreFactory  
{  
public:  
    SingleCore* CreateSingleCore() { return new SingleCoreA(); }  
    MultiCore* CreateMultiCore() { return new MultiCoreA(); }  
};  
//工厂B,专门用来生产B型号的处理器  
class FactoryB : public CoreFactory  
{  
public:  
    SingleCore* CreateSingleCore() { return new SingleCoreB(); }  
    MultiCore* CreateMultiCore() { return new MultiCoreB(); }  
}; 





至此,工厂模式介绍完了。利用Rational Rose 2003软件,给出三种工厂模式的UML图,加深印象。

简单工厂模式的UML图:

设计模式(1)- 工厂模式_第1张图片


工厂方法的UML图:

设计模式(1)- 工厂模式_第2张图片

        
抽象工厂模式的UML图:


设计模式(1)- 工厂模式_第3张图片




你可能感兴趣的:(设计模式,C++)