《大話設(shè)計(jì)模式》解讀05-工廠方法

上篇文章，介紹了《大話設(shè)計(jì)模式》的第7章——代理模式。

本篇，來介紹《大話設(shè)計(jì)模式》的第8章——工廠方法模式。并通過C++代碼實(shí)現(xiàn)實(shí)例代碼的功能。

1 工廠方法模式

工廠方法模式（Factory Method）：定義了一個(gè)創(chuàng)建對象的接口，讓子類決定實(shí)例化哪一個(gè)類。

工廠方法使一個(gè)類的實(shí)例化延遲到了子類。

工廠方法模式的類圖如下：

Product：產(chǎn)品類，定義工廠方法所建立的對象的接口ConcreateProduct：具體產(chǎn)品類，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品類的接口Creater：創(chuàng)造者類，聲明工廠方法，返回一個(gè)產(chǎn)品類的對象ConcreateCreater：具體創(chuàng)造者類，重新定義工廠方法，來返回一個(gè)具體產(chǎn)品

2 實(shí)例

背景：書中小故事，小菜的同班同學(xué)薛磊風(fēng)，一直學(xué)雷鋒做好事幫助一個(gè)老人，但最近被車撞住院了，就委托其他同學(xué)繼續(xù)幫他做好事?？梢允嵌鄠€(gè)同學(xué)都去，例如學(xué)雷鋒的大學(xué)1、學(xué)雷鋒的大學(xué)2、學(xué)雷鋒的大學(xué)n，當(dāng)然也可以是志愿者去。

題目：用代碼的形式來實(shí)現(xiàn)學(xué)雷鋒做好事

2.1 版本一：類繼承

版本一的實(shí)現(xiàn)比較簡單，僅使用類繼續(xù)的思想，讓學(xué)雷鋒的大學(xué)生，繼承雷鋒做好事的具體事項(xiàng)即可。

2.1.1 雷鋒類與大學(xué)生類

這里需要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)類：

雷鋒類：定義一下做好事的具體方法，掃地、洗衣、買米

大學(xué)生類：直接繼承雷鋒類即可

// 雷鋒
class LeiFeng
{
public:
    void Sweep()
    {
        printf("掃地n");
    }
    
    void Wash()
    {
        printf("洗衣n");
    }    
    
    void BuyRice()
    {
        printf("買米n");
    }  
};

// 學(xué)雷鋒的大學(xué)生
class Undergraduate : LeiFeng
{
};

2.1.2 主函數(shù)

假設(shè)有3個(gè)學(xué)生在學(xué)雷鋒做好事。

首先，實(shí)例化三個(gè)學(xué)雷鋒的大學(xué)生，這里通過new是形式，返回在指針轉(zhuǎn)為(LeiFeng *)類型。

然后，就可以調(diào)用雷鋒做好事的方法來做好事了。

int main()
{
    // 實(shí)例化三個(gè)學(xué)雷鋒的大學(xué)生
    LeiFeng *student1 = (LeiFeng *)(new Undergraduate());
    LeiFeng *student2 = (LeiFeng *)(new Undergraduate());
    LeiFeng *student3 = (LeiFeng *)(new Undergraduate());
    // 學(xué)雷鋒做好事
    student1->Sweep();
    student2->Wash();
    student3->BuyRice();
    
    delete student1;
    delete student2;
    delete student3;
    
    return 0;
}

代碼運(yùn)行效果如下：

版本一中，僅實(shí)現(xiàn)了大學(xué)生學(xué)雷鋒做好事，如果社區(qū)志愿者也要學(xué)雷鋒做好事，就要?jiǎng)?chuàng)建志愿者類了，并且學(xué)雷鋒做好事，不需要知道具體是誰在做好事，因此可以使用簡單工廠來實(shí)例化具體要做好事的人，下面來看版本二。

2.2 版本二：簡單工廠模式

版本二，類圖如下：

學(xué)雷鋒的大學(xué)生類和學(xué)雷鋒的志愿者類來繼承雷鋒類簡單工廠類依賴于雷鋒類，簡單工廠的作用是實(shí)例化具體學(xué)雷鋒做好事的人

2.2.1 雷鋒類、學(xué)雷鋒類與簡單工廠類

這里需要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)類：

雷鋒類（同版本一）學(xué)雷鋒的大學(xué)生類（同版本一）學(xué)雷鋒的志愿者類：直接繼承雷鋒類即可簡單雷鋒工廠類：根據(jù)參數(shù)類型來決定是實(shí)例化學(xué)雷鋒的大學(xué)生還是學(xué)雷雷鋒的志愿者

// 雷鋒
class LeiFeng
{
public:
    void Sweep()
    {
        printf("掃地n");
    }
    
    void Wash()
    {
        printf("洗衣n");
    }    
    
    void BuyRice()
    {
        printf("買米n");
    }  
};

// 學(xué)雷鋒的大學(xué)生
class Undergraduate : LeiFeng
{
};

// 學(xué)雷鋒的志愿者
class Volunteer : LeiFeng
{
};

// 學(xué)雷鋒的人物類型
enum XUELEIFENG_TYPE
{
    XLF_TYPE_STUDENT,
    XLF_TYPE_VOLUNTEER,
    XLF_TYPE_NUM,
};

// 簡單雷鋒工廠
class SimpleFactory
{
public:
    LeiFeng *CreateLeiFeng(XUELEIFENG_TYPE type)
    {
        LeiFeng *result;
        switch(type)
        {
            case XLF_TYPE_STUDENT: // 學(xué)雷鋒的大學(xué)生
            {
                result = (LeiFeng *)(new Undergraduate());
                break;
            }
            case XLF_TYPE_VOLUNTEER: // 學(xué)雷鋒的志愿者
            {
                result = (LeiFeng *)(new Volunteer());
                break;
            }
            default:
                break;
        }
        
        return result;
    }
};

2.2.2 主函數(shù)

首先，實(shí)例化了一個(gè)簡單雷鋒工廠。

然后，給簡單工廠的CreateLeiFeng方法傳入學(xué)生參數(shù)，得到學(xué)生對象，傳入志愿者參數(shù)，得到志愿者對象。

最后，調(diào)用雷鋒做好事的方法來做好事了。

int main()
{
    // 簡單雷鋒工廠
    SimpleFactory simpleFactory; 
    // 實(shí)例化兩個(gè)學(xué)雷鋒的大學(xué)生和一個(gè)學(xué)雷鋒的志愿者
    LeiFeng *student1   = simpleFactory.CreateLeiFeng(XLF_TYPE_STUDENT);   
    LeiFeng *student2   = simpleFactory.CreateLeiFeng(XLF_TYPE_STUDENT);   
    LeiFeng *volunteer1 = simpleFactory.CreateLeiFeng(XLF_TYPE_VOLUNTEER); 
    
    // 學(xué)雷鋒做好事
    student1->Sweep();
    student2->Wash();
    volunteer1->BuyRice();
    
    delete student1;
    delete student2;
    delete volunteer1;
    
    return 0;
}

代碼運(yùn)行效果如下：

版本二運(yùn)用了簡單工廠方法，下面來看工廠方法是如何實(shí)現(xiàn)的。

2.3 版本三：工廠方法模式

版本三使用工廠方法模式，類圖如下：

學(xué)雷鋒的大學(xué)生類和學(xué)雷鋒的志愿者類來繼承雷鋒類學(xué)雷鋒的大學(xué)生工廠類和學(xué)雷鋒的志愿者工廠類來繼承雷鋒工廠類

注意工廠方法與簡單工廠的區(qū)分，工廠方法是與每一個(gè)產(chǎn)品對應(yīng)的，有幾個(gè)類型的產(chǎn)品，就有幾個(gè)類型的工廠。

工廠方法雖然看起來復(fù)雜了，但這種方式其實(shí)遵循的是開放-封閉原則，即如果要再新加一種學(xué)雷鋒的人物類型，同時(shí)再增加一個(gè)對應(yīng)的工廠方法類即可，不需要需要之前的代碼。而如果是使用簡單工廠，就要修改簡單工廠類了。

2.3.1 ?雷鋒類、學(xué)雷鋒類與學(xué)雷鋒的工廠方法類

這里需要實(shí)現(xiàn)六個(gè)類：

雷鋒類（同版本一）學(xué)雷鋒的大學(xué)生類（同版本一）學(xué)雷鋒的志愿者類（同版本二）雷鋒工廠類：虛基類，提供一個(gè)創(chuàng)建學(xué)雷鋒的對象的接口學(xué)雷鋒的大學(xué)生工廠類：繼承雷鋒工廠類，返回的是學(xué)雷鋒的大學(xué)生對象學(xué)雷鋒的志愿者工廠類：繼承雷鋒工廠類，返回的是學(xué)雷鋒的志愿者對象

// 雷鋒
class LeiFeng
{
public:
    void Sweep()
    {
        printf("掃地n");
    }
    
    void Wash()
    {
        printf("洗衣n");
    }    
    
    void BuyRice()
    {
        printf("買米n");
    }  
};

// 雷鋒工廠
class IFactory
{
public:
    virtual LeiFeng *CreateLeiFeng()
    {
        return nullptr;
    }
};

// 學(xué)雷鋒的大學(xué)生
class Undergraduate : LeiFeng
{
};

// 學(xué)雷鋒的大學(xué)生工廠
class UndergraduateFactory : IFactory
{
public:
    LeiFeng *CreateLeiFeng()
    {
        return (LeiFeng *)(new Undergraduate());
    }
};

// 學(xué)雷鋒的志愿者
class Volunteer : LeiFeng
{
};

// 學(xué)雷鋒的志愿者工廠
class VolunteerFactory : IFactory
{
public:
    LeiFeng *CreateLeiFeng()
    {
        return (LeiFeng *)(new Volunteer());
    }
};

2.3.2 主函數(shù)

首先，實(shí)例化了一個(gè)學(xué)雷鋒的大學(xué)生工廠。

然后，通過學(xué)雷鋒的大學(xué)生工廠來實(shí)例化學(xué)雷鋒的大學(xué)生對象，并調(diào)用學(xué)雷鋒做好事的接口做好事即可。

最后，學(xué)雷鋒的志愿者的邏輯與學(xué)雷鋒的大學(xué)生類似。

int main()
{
    // 學(xué)雷鋒的大學(xué)生工廠
    IFactory *undergraduateFactory = (IFactory *)(new UndergraduateFactory());
    // 實(shí)例化兩個(gè)學(xué)雷鋒的大學(xué)
    LeiFeng *student1   = undergraduateFactory->CreateLeiFeng();
    LeiFeng *student2   = undergraduateFactory->CreateLeiFeng();
    // 學(xué)雷鋒做好事
    tudent1->Sweep();
    student2->Wash();
    
    delete student1;
    delete student2;
    delete undergraduateFactory;
    
    // 學(xué)雷鋒的志愿者工廠
    IFactory *volunteerFactory = (IFactory *)(new VolunteerFactory());
    // 實(shí)例化一個(gè)學(xué)雷鋒的志愿者
    LeiFeng *volunteer1 = volunteerFactory->CreateLeiFeng();
    // 學(xué)雷鋒做好事
    volunteer1->BuyRice();

    delete volunteer1;
    delete volunteerFactory;
    
    return 0;
}

代碼運(yùn)行效果如下：

總結(jié)

本篇介紹了設(shè)計(jì)模式中的工廠方法模式，并通過學(xué)雷鋒做好事的實(shí)例，使用C++編程，來演示工廠方法模式的使用。