《设计模式的艺术》笔记 - 工厂方法模式

介绍

? ? ? ? 在简单工厂模式中，当系统中需要引入新的产品时，由于静态工厂方法通过所传入的参数的不同来创建不同的产品，这必定要修改工厂类的源代码，将违背开闭原则。因此，工厂方法模式应运而生。工厂方法模式是定义一个用于创建对象的接口，让子类决定将哪一个类实例化

实现

myclass.h

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// Created by yuwp on 2024/1/12.
//

#ifndef DESIGNPATTERNS_MYCLASS_H
#define DESIGNPATTERNS_MYCLASS_H

#include <iostream>

class Product {
public:
    void methodSame();

    virtual void methodDiff() = 0;  // 抽象方法的声明，由具体产品实现
};

class ConcreteProductA : public Product {
public:
    void methodDiff() override;
};

class ConcreteProductB : public Product {
public:
    void methodDiff() override;
};

class Factory {
public:
    virtual Product *createProduct() = 0;
};

class ProductAFactory : public Factory {
public:
    Product *createProduct() override;
};

class ProductBFactory : public Factory {
public:
    Product *createProduct() override;
};

#endif //DESIGNPATTERNS_MYCLASS_H

myclass.cpp

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// Created by yuwp on 2024/1/12.
//

#include "myclass.h"

#include "myclass.h"

void Product::methodSame() { // 公共方法的实现
    std::cout << "methodSame" << std::endl;
}

void ConcreteProductA::methodDiff() {
    std::cout << "ConcreteProductA" << std::endl;
}

void ConcreteProductB::methodDiff() {
    std::cout << "ConcreteProductB" << std::endl;
}

Product *ProductAFactory::createProduct() {
    return new ConcreteProductA();
}

Product *ProductBFactory::createProduct() {
    return new ConcreteProductB();
}

main.cpp

#include <iostream>
#include <mutex>
#include "myclass.h"

int main() {
    Factory *factory;
    Product *product;

    factory = new ProductAFactory();
    product = factory->createProduct();
    product->methodSame();
    product->methodDiff();
    delete factory;
    delete product;

    factory = new ProductBFactory();
    product = factory->createProduct();
    product->methodSame();
    product->methodDiff();
    delete factory;
    delete product;
    return 0;
}

重载工厂类方法

class Factory {
public:
    virtual Product *createProduct() = 0;
    virtual Product *createProduct(std::string opt);    // 新增
};

隐藏工厂类创建产品实例方法

class Factory {
public:
    virtual Product *createProduct() = 0;
    void methodDiff() {
        Product *product = this->createProduct();
        product->methodDiff();
        delete product;
    }
};

总结

????????优点：

? ? ? ? 1.?在工厂方法模式中，工厂方法用来创建客户所需要的产品，同时还向客户隐藏了哪种具体产品类将被实例化这一细节。用户只需要关心所需产品对应的工厂，无须关心创建细节，甚至无须知道具体产品类的类名。

? ? ? ? 2.?基于工厂角色和产品角色的多态性设计是工厂方法模式的关键。它能够让工厂可以自主确定创建何种产品对象，而如何创建这个对象的细节则完全封装在具体工厂内部。工厂方法模式之所以又被称为多态工厂模式，正是因为所有的具体工厂类都具有同一抽象父类。

? ? ? ? 3.?使用工厂方法模式的另一个优点是在系统中加入新产品时，无须修改抽象工厂和抽象产品提供的接口，无须修改客户端，也无须修改其他的具体工厂和具体产品，而只要添加一个具体工厂和具体产品就可以了。这样，系统的可扩展性也就变得非常好，完全符合开闭原则。

? ? ? ? 缺点：

? ? ? ? 1.?在添加新产品时，需要编写新的具体产品类，而且还要提供与之对应的具体工厂类，系统中类的个数将成对增加，在一定程度上增加了系统的复杂度，有更多的类需要编译和运行，会给系统带来一些额外的开销。

? ? ? ? 2.?由于考虑到系统的可扩展性，需要引入抽象层，在客户端代码中均使用抽象层进行定义，增加了系统的抽象性和理解难度，且在实现时可能需要用到DOM、反射等技术，增加了系统的实现难度。

练习

????????使用工厂方法模式设计一个程序来读取各种不同类型的图片格式，针对每种图片格式都设计一个图片读取器。例如，GIF图片读取器用于读取GIF格式的图片，JPG图片读取器用于读取JPG格式的图片。需充分考虑系统的灵活性和可扩展性。

myclass.h

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// Created by yuwp on 2024/1/12.
//

#ifndef DESIGNPATTERNS_MYCLASS_H
#define DESIGNPATTERNS_MYCLASS_H

#include <iostream>

class Reader {
public:
    virtual void read(const std::string &file) = 0;
};

class GIFReader : public Reader {
public:
    void read(const std::string &file) override;
};

class JPGReader : public Reader {
public:
    void read(const std::string &file) override;
};

class Factory {
private:
    virtual Reader *createReader() = 0;
public:
    void read(const std::string &file) {
        Reader *reader = this->createReader();
        reader->read(file);
        delete reader;
    }
};

class GIFFactory : public Factory {
private:
    Reader *createReader() override;
};

class JPGFactory : public Factory {
private:
    Reader *createReader() override;
};

#endif //DESIGNPATTERNS_MYCLASS_H

myclass.cpp

//
// Created by yuwp on 2024/1/12.
//

#include "myclass.h"

#include "myclass.h"

void GIFReader::read(const std::string &file) {
    std::cout << "read GIF file: " << file << std::endl;
}

void JPGReader::read(const std::string &file) {
    std::cout << "read JPG file: " << file << std::endl;
}

Reader* GIFFactory::createReader() {
    return new GIFReader();
}

Reader* JPGFactory::createReader() {
    return new JPGReader();
}

main.cpp

#include <iostream>
#include <mutex>
#include "myclass.h"

int main() {
    Factory *factory;

    factory = new GIFFactory();
    factory->read("file.gif");
    delete factory;

    factory = new JPGFactory();
    factory->read("file.jpg");
    delete factory;
    return 0;
}