C++设计模式Learning：工厂方法_lesson learn 如何在工厂开展

前言

我们知道，设计模式的终极目标是高内聚，低耦合，好的软件代码必然离不开好的设计。最近在学习设计模式这块的内容，参考的书籍是程杰的《大话设计模式》，这本书对于初学者来说比较友好，易上手，博客里的内容是参考本书以及网络资源整理的。

博客更新基本上是边学边写的过程，写这个专题一是为了作为自己的知识备忘，二是希望能给正在学习设计模式的童鞋一些参考，博客中内容有纰漏或错误之处，还请指出，谢谢。

基本定义

工厂方法模式，属于创建型模式。工厂方法模式定义了一个用于创建工厂对象的公共接口，让子类决定实例化哪一个类。这样使得类实例化（具体产品的创建）延迟到工厂子类中。

UML图

工厂方式模式包含以下几类角色：

AbstractFactory：抽象工厂角色（接口）。提供创建产品的接口（抽象方法）CreateProduct，由具体工厂角色实现。

ConcreteFactory：具体工厂角色。用于实现抽象工厂的抽象方法，完成具体产品的创建。

Product：抽象产品角色，是所有具体产品的父类，定义了产品的规范，主要特性和功能接口等。

ConcreteProduct：具体产品角色，实现抽象产品类中提供的接口，具体产品由具体工厂来创建。

工厂方法模式实例

场景：生活中有很多人都想学雷锋做好事，比如学生、志愿者、工人等。学雷锋做好事的内容主要包括扫地、买米、洗衣等。

这里可以抽象出一个雷锋制造工厂的概念，还可以抽象出一个雷锋类，行使雷锋做好事的内容，下面展开。

UML图

代码实现

1. 雷锋类：提供雷锋做好事行为的接口。

//LeiFeng类
 
class LeiFeng {
public:
    virtual void Sweep(void) = 0;
    virtual void BuyRice(void) = 0;
    virtual void Wash(void) = 0;
};

2. 学雷锋的大学生类：

class Undergraduate : public LeiFeng {
public:
    virtual void Sweep(void)
    {
        std::cout << "Undergraduate.Sweep!!" << std::endl;
    }
 
    virtual void BuyRice(void)
    {
        std::cout << "Undergraduate.BuyRice!!" << std::endl;
    }
 
    virtual void Wash(void)
    {
        std::cout << "Undergraduate.Wash!!" << std::endl;
    }
};

3. 学雷锋的志愿者类：

class Volunteer: public LeiFeng {
public:
    virtual void Sweep(void)
    {
        std::cout << "Volunteer.Sweep!!" << std::endl;
    }
 
    virtual void BuyRice(void)
    {
        std::cout << "Volunteer.BuyRice!!" << std::endl;
    }
 
    virtual void Wash(void)
    {
        std::cout << "Volunteer.Wash!!" << std::endl;
    }
};

4. 学雷锋的工人类：

class Worker: public LeiFeng {
public:
    virtual void Sweep(void)
    {
        std::cout << "Worker.Sweep!!" << std::endl;
    }
 
    virtual void BuyRice(void)
    {
        std::cout << "Worker.BuyRice!!" << std::endl;
    }
 
    virtual void Wash(void)
    {
        std::cout << "Worker.Wash!!" << std::endl;
    }
};

5. 雷锋工厂

class LeiFengFactory {
public:
    virtual LeiFeng* CreateLeiFeng(void) = 0;
};

6. 学雷锋的大学生工厂

class UndergraduateFactory : public LeiFengFactory {
public:
    LeiFeng* CreateLeiFeng(void)
    {
        return new Undergraduate();
    }
};

7. 学雷锋的志愿者工厂

class VolunteerFactory : public LeiFengFactory {
public:
    LeiFeng* CreateLeiFeng(void)
    {
        return new Volunteer();
    }
};

8. 学雷锋的工人工厂

class WorkerFactory : public LeiFengFactory {
public:
    LeiFeng* CreateLeiFeng(void)
    {
        return new Worker();
    }
};

7. 客户端测试代码

int main(int argc, char* argv[])
{
    LeiFengFactory *LeiFengFac = new UndergraduateFactory();
    LeiFeng* one = LeiFengFac->CreateLeiFeng();
    one->Sweep();
    one->Wash();
    one->BuyRice();
    LeiFeng* two = LeiFengFac->CreateLeiFeng();
    two->Sweep();
    two->Wash();
    two->BuyRice();
    return 0;
}

优缺点和使用场景

优点：

1.灵活性增强，添加新产品时，只需添加对应的工厂类，无需修改现有代码，符合开闭原则。

2. 用户无需知道产品的具体创建过程，只需知道产品工厂类名。

缺点：

1. 类数量可能较多。

2. 每增加新产品需要增加具体产品类和具体工厂类，增加系统复杂度。

使用场景：

对于某个产品，调用者清楚地知道应该使用哪个具体工厂服务，实例化具体工厂，生产出具体的产品。