设计模式——工厂方法

2023-08-12 本文已影响0人东方胖

设计模式是指在使用静态语言（动态脚本语言也适用，但是由于存在较大的语言差异，把静态语言的编码方法“翻译”到动态语言中，往往会破坏一些编码原则，以后可能会专门辟一文来对比C++和Python）
中针对某些问题的一种编码模式，

具体而言，一个模式可能是一组类之间的关系的“拼凑”——协作关系。

在学习设计模式时，一般需要弄清楚上述的所谓协作关系。

因为必须要知道所谓的 OO —— Object-Orient 编程——面向对象编程

本文不述

先陈列几种在面向对象语言下的代码协作关系

association
通常是指类A中的某个函数的参数是类型是 B ，于是 A 和 B就有一种联系，这种关系比较弱
组合
类B 作为子成员置于B的属性中，A持有B的句柄，引用，或者说指针。
例子

class B;
class A {
public:
    A() {
    }

private:
   B * b;
};

上面的组合，意味着 B在其域内——任何函数内部，可以用 b的句柄，操纵 A 的方法（A中那些声明为 public的方法）

聚合
作为一种1-n的组合方式
继承
继承是作为面向对象比较特别的东西，当一个类B 从另一个类A继承时，B一般叫子类，A 一般叫父类，子类继承父类，会把protected 的属性和方法复制过来，当然，作为子类，对父类的“隐私”也是具有一定窥视权，窥视的范围有多大取决于继承的方式
有三种 public private protect
最常见的是 public 继承。

另一种继承利用的时面对象语言最重要的一个特性：多态
多态使得子类可以从父类继承一种命名保持一致性的函数方法，然后在运行时决定到底是运行哪个子类的方法。
在几乎所有的所谓设计模式中，多态特性几乎都会亮相

以上常见的协作，构成了设计模式实现中的基本成分

工厂方法
以前我印象中工厂方法是大概这样的样子：

class Product
{
};
class ProductA: public Product
{
};
class ProductB: public Product
{
};

class Factory
{
public:
    enum ProductType
    {
    A = 0,
    B = 1
    };

    virtual Product* createProduct(int type) {
         switch (type) {
         case A:
              return new ProcuctA();
         case B:
              return new ProductB();
         default:
             // ...
    }
}

Factory 定义了一个抽象的方法，如果需要扩展产品C ProductC ，那么需要继承 Factory(在Facotory 中改也可以，但是导致要覆盖测试所有之前的代码，需要改动几个地方)

扩展 createProduct方法可以修改逻辑，如下

Product* createProduct(int type) {
         switch (type) {
         case C:
              return new ProcuctC();
         }
          return Factory::createProduct(type);
    }

用工厂模式，最大的特点是什么。其实是那new ProductXXX 隐藏起来。
我们正常的编码方式是像下面这样

ProductA * a = new ProductA();

出现在某处上下文中。
这种办法其实没什么问题，只是在当 ProductA ProductC ProductB变成一个系列的时候，并且，随时会ABC发生一些替换的修改发生，这样我们需要改 new ProductA()的代码

看看《设计模式-可复用面向对象的基础》这本书怎么描述工厂模式的。

Define a interface for creating an object , but let subclasses decide which class to instancitate.Factory Method lets a class defer instantiation to subclasses.
以上的定义中，可以看到
工厂模式主要有两个特性：

定义接口创建对象。即上面说得把new ProductXXX这种代码隐藏起来
子类决定实例化哪个类。工厂模式将类的实例化延迟到子类中。

第二点颇难索解，原因在于上面那个用枚举类型分拆的写法没有定义纯接口，直接在第一层的创建函数中就开始实现。实际上可以在子类中来做，并且把 switch-case的写法也可以改成一个一个的抽象接口的样子。

于是，凡我们见到创建对象不是用 new 而是要调一个接口 createXXX 或者buildXXX我们知道多半是运用了工厂模式。

工厂方法的几个变种

除了上面的参数化的写法，还有一种是每个类型的Product对应一个工厂方法
类似下面的代码—从《设计模式》这本书中摘取

class MazeGame
{
    Maze* CreateMaze() ;
     // factory
    virtual Maze* MakeMaze() const {return new Maze();}
    virtual Room* MakeRoom() const {return new Room();}
    virtual Wall *MakeWall() const {return new Wall();}
    virtual Door* MakeDoor() const {return new Door(); }
}

以上的 virtual 接口都是工厂方法
如果有新的组件需要扩展，则继承 MazeGame 然后增加接口进行创建新类型。

一种模版方法可以省掉每次有新品要创建就得创建MazeGame子类的方法
概要如下

class Creator
{
public:
  virtual createProduct() = 0;
} ;
template<class TheProduct>
class MazeGame: public Creator {
  virtual Product* createProduct(); 
};

class MyProduct: public Product
{
public:

};
// client code
MazeGame<MyProduct> myCreator;//

上面这种模版方法很广泛存在各种类库，稍加注意

设计模式——工厂方法

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