8 设计模式_工厂模式(Factory Method)

Factory Method工厂方法

“ 对象创建” 模式

• 通过“对象创建” 模式绕开new，来避免对象创建（new）过程中所导致的紧耦合（依赖具体类），从而支持对象创建的稳定。它是接口抽象之后的第一步工作。
• 典型模式
  • Factory Method
  • Abstract Factory
  • Prototype
  • Builder

动机(Motivation)

• 在软件系统中，经常面临着创建对象的工作；由于需求的变化，需要创建的对象的具体类型经常变化
• 如何应对这种变化？如何绕过常规的对象创建方法(new)，提供一种“封装机制”来避免客户程序和这种“具体对象创建工作”的紧耦合？

模式定义

• 定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。Factory Method使得一个类的实例化延迟（目的：解耦，手段：虚函数）到子类

举个例子

• 使用模式前

class ISplitter{
public:
    virtual void split()=0;
    virtual ~ISplitter(){}
};
//派生出不同的子类
class BinarySplitter : public ISplitter{  
};

class TxtSplitter: public ISplitter{  
};

class PictureSplitter: public ISplitter{ 
};

class VideoSplitter: public ISplitter{  
};
           

class MainForm : public Form
{
	TextBox* txtFilePath;
	TextBox* txtFileNumber;
	ProgressBar* progressBar;

public:
	void Button1_Click(){
		//依赖具体类,依赖倒置原则，不应该依赖实现细节，应该依赖抽象.降低耦合性。
		//违反开闭原则,新的子类时又需要修改，而不是扩展
		ISplitter * splitter = new BinarySplitter();
        splitter->split();
	}
};
           

*使用工厂方法后

//抽象类
class ISplitter{
public:
    virtual void split()=0;
    virtual ~ISplitter(){}
};

//工厂基类
class SplitterFactory{
public:
    virtual ISplitter* CreateSplitter()=0;
    virtual ~SplitterFactory(){}
};
           

//具体类
class BinarySplitter : public ISplitter{  
};
class TxtSplitter: public ISplitter{
};
class PictureSplitter: public ISplitter{   
};
class VideoSplitter: public ISplitter{
};

//具体工厂
class BinarySplitterFactory: public SplitterFactory{
public:
    virtual ISplitter* CreateSplitter(){
        return new BinarySplitter(); //变化的地方
    }
};

class TxtSplitterFactory: public SplitterFactory{
public:
    virtual ISplitter* CreateSplitter(){
        return new TxtSplitter(); //变化的地方
    }
};

class PictureSplitterFactory: public SplitterFactory{
public:
    virtual ISplitter* CreateSplitter(){
        return new PictureSplitter(); //变化的地方
    }
};

class VideoSplitterFactory: public SplitterFactory{
public:
    virtual ISplitter* CreateSplitter(){
        return new VideoSplitter(); //变化的地方
    }
};
           

class MainForm : public Form
{
    SplitterFactory*  factory;//工厂
public:
    MainForm(SplitterFactory*  factory){
        this->factory=factory; //对工厂方法初始化
    }
    
	void Button1_Click(){    
		ISplitter * splitter=
            factory->CreateSplitter(); //多态new   
        splitter->split();
	}
};
           

结构(structure)

• 红色框(抽象类，固定不变的部分)
  • creator抽象工厂基类。FactoryMethod(例子中的CreateSplitter)返回一个Product指针(例子中的ISplitter)
• 蓝色框(子类，变化的部分)
  • 不同的工厂方法FactoryMethod(例子中的CreateSplitter)产生不同的 Product(ISplitter的子类)

要点总结

• Factory Method模式用于隔离类对象的使用者和具体类型之间的耦合关系。面对一个经常变化的具体类型，紧耦合关系(new)会导致软件的脆弱。
• Factory Method模式通过面向对象的手法，将所要创建的具体对象工作延迟到子类，从而实现一种扩展（而非更改）的策略(开闭原则)，较好地解决了这种紧耦合关系。
• Factory Method模式解决“单个对象”的需求变化。缺点在于要求创建方法/参数相同。