C++工廠方法之對象創(chuàng)建型模式詳解
1.代碼示例
工廠方法模式,簡稱工廠模式或者多態(tài)工廠模式。與簡單工廠模式相比,引入了更多的新類,靈活性更強(qiáng),實(shí)現(xiàn)也更加復(fù)雜。符合開閉原則,付出的代價是需要新增加多個新的工廠類。
如下,M_UndeadFactory
、M_ElementFactory
、M_MechanicFactory
類有一個共同的父類 M_ParFactory(工廠抽象類)。
M_ParFactory 類中的 createMonster 成員函數(shù)其實(shí)就是個工廠方法,工廠方法模式的名字也是由此而來。
#include <iostream> using namespace std; // 怪物父類 class Monster { public: // 構(gòu)造函數(shù) Monster(int life, int magic, int attack) : m_life(life), m_magic(magic), m_attack(attack) {} virtual ~Monster() {} // 父類的析構(gòu)函數(shù)應(yīng)該為虛函數(shù) protected: // 可能被子類訪問的成員,所以用protected修飾 int m_life; // 生命值 int m_magic; // 魔法值 int m_attack; // 攻擊力 }; // 亡靈類怪物 class M_Undead : public Monster { public: // 構(gòu)造函數(shù) M_Undead(int life, int magic, int attack) : Monster(life, magic, attack) { cout << "一個亡靈類怪物來到了這個世界" << endl; } // 其他代碼略 }; // 元素類怪物 class M_Element : public Monster { public: // 構(gòu)造函數(shù) M_Element(int life, int magic, int attack) : Monster(life, magic, attack) { cout << "一個元素類怪物來到了這個世界" << endl; } // 其他代碼略 }; // 機(jī)械類怪物 class M_Mechanic : public Monster { public: // 構(gòu)造函數(shù) M_Mechanic(int life, int magic, int attack) : Monster(life, magic, attack) { cout << "一個機(jī)械類怪物來到了這個世界" << endl; } // 其他代碼略 }; // 所有工廠類的父類 class M_ParFactory { public: virtual Monster* createMonster() = 0; // 具體實(shí)現(xiàn)在子類中進(jìn)行 virtual ~M_ParFactory() {} // 父類的析構(gòu)函數(shù)應(yīng)該為虛函數(shù) }; // M_Undead怪物類型的工廠,生產(chǎn)M_Undead類型怪物 class M_UndeadFactory : public M_ParFactory { public: virtual Monster* createMonster() { Monster *ptmp = new M_Undead(300, 50, 80); // 創(chuàng)建亡靈類怪物 //這里可以增加一些其他業(yè)務(wù)代碼 return ptmp; } }; // M_Element怪物類型的工廠,生產(chǎn)M_Element類型怪物 class M_ElementFactory : public M_ParFactory { public: virtual Monster* createMonster() { return new M_Element(200, 80, 100); // 創(chuàng)建元素類怪物 } }; // M_Mechanic怪物類型的工廠,生產(chǎn)M_Mechanic類型怪物 class M_MechanicFactory : public M_ParFactory { public: virtual Monster* createMonster() { return new M_Mechanic(400, 0, 110); // 創(chuàng)建機(jī)械類怪物 } }; // 全局函數(shù):用于創(chuàng)建怪物對象 // 注意:形參的類型是工廠父類類型的指針,返回類型是怪物父類類型的指針 Monster* Gbl_CreateMonster(M_ParFactory* factory) { return factory->createMonster(); // createMonster虛函數(shù)扮演了多態(tài)new的行為,factory指向的具體怪物工廠類不同,創(chuàng)建的怪物對象也不同 } int main() { M_ParFactory* p_ud_fy = new M_UndeadFactory(); // 多態(tài)工廠,注意指針類型 Monster* pM1 = Gbl_CreateMonster(p_ud_fy); // 產(chǎn)生了一只亡靈類怪物,也是多態(tài),注意返回類型 // 當(dāng)然,這里也可以直接寫成 Monster *pM1 = p_ud_fy->createMonster(); M_ParFactory* p_elm_fy = new M_ElementFactory(); Monster *pM2 = Gbl_CreateMonster(p_elm_fy); // 產(chǎn)生了一只元素類怪物 M_ParFactory* p_mec_fy = new M_MechanicFactory(); Monster* pM3 = Gbl_CreateMonster(p_mec_fy); // 產(chǎn)生了一只機(jī)械類怪物 // 釋放工廠 delete p_ud_fy; delete p_elm_fy; delete p_mec_fy; // 釋放怪物 delete pM1; delete pM2; delete pM3; return 0; }
簡單工廠模式把創(chuàng)建對象這件事放到了一個統(tǒng)一的地方來處理,彈性比較差。而工廠方法模式相當(dāng)于建立了一個程序?qū)崿F(xiàn)框架,從而讓子類來決定對象如何創(chuàng)建。
工廠方法模式往往需要創(chuàng)建一個與產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)(層次)相同的工廠等級結(jié)構(gòu),這也增加了新類的層次結(jié)構(gòu)和數(shù)目。
如果不想創(chuàng)建太多工廠類,又想封裝變化,則可以創(chuàng)建怪物工廠子類模板。
#include <iostream> using namespace std; // 怪物父類 class Monster { public: // 構(gòu)造函數(shù) Monster(int life, int magic, int attack) : m_life(life), m_magic(magic), m_attack(attack) {} virtual ~Monster() {} // 父類的析構(gòu)函數(shù)應(yīng)該為虛函數(shù) protected: // 可能被子類訪問的成員,所以用protected修飾 int m_life; // 生命值 int m_magic; // 魔法值 int m_attack; // 攻擊力 }; // 亡靈類怪物 class M_Undead : public Monster { public: // 構(gòu)造函數(shù) M_Undead(int life, int magic, int attack) : Monster(life, magic, attack) { cout << "一個亡靈類怪物來到了這個世界" << endl; } // 其他代碼略 }; // 元素類怪物 class M_Element : public Monster { public: // 構(gòu)造函數(shù) M_Element(int life, int magic, int attack) : Monster(life, magic, attack) { cout << "一個元素類怪物來到了這個世界" << endl; } // 其他代碼略 }; // 機(jī)械類怪物 class M_Mechanic : public Monster { public: // 構(gòu)造函數(shù) M_Mechanic(int life, int magic, int attack) : Monster(life, magic, attack) { cout << "一個機(jī)械類怪物來到了這個世界" << endl; } // 其他代碼略 }; // 所有工廠類的父類 class M_ParFactory { public: virtual Monster* createMonster() = 0; // 具體實(shí)現(xiàn)在子類中進(jìn)行 virtual ~M_ParFactory() {} // 父類的析構(gòu)函數(shù)應(yīng)該為虛函數(shù) }; template <typename T> class M_ChildFactory :public M_ParFactory { public: virtual Monster* createMonster() { return new T(300, 50, 80); //如果需要不同的值則可以通過createMonster的形參將值傳遞進(jìn)來 } }; int main() { M_ChildFactory<M_Undead> myFactory; Monster* pM10 = myFactory.createMonster(); // 釋放資源 delete pM10; getchar(); return 0; }
UML 如下:
2.工廠方法模式的定義(實(shí)現(xiàn)意圖)
定義一個用于創(chuàng)建對象的接口(M_ParFactory類中的createMonster成員函數(shù)),由子類(M_UndeadFactory
、M_ElementFactory
、M_MechanicFactory
)決定要實(shí)例化的類是哪一個。該模式使得某個類(M_Undead
、M_Element
、M_Mechanic
)的實(shí)例化延遲到子類(M_UndeadFactory
、M_ElementFactory
、M_MechanicFactory
)。
一般可以認(rèn)為,將簡單工廠模式的代碼經(jīng)過把工廠類進(jìn)行抽象改造成符合開閉原則后的代碼,就變成了工廠方法模式的代碼。
總結(jié)
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