程序设计模式 —— 抽象工厂模式

前言

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工厂？意思是创建变量的厂子？要这个干什么？为什么不直接new new new！！

定义：为创建一组相关或相互依赖的对象提供一个接口，而无需指定他们的具体类。

 但是，从现在开始，请不要再使用new。

“What？不使用new？你怎么写C++程序，怎么写Java程序？”

我应该如何阅读？

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本文将使用优雅的文字风格来告诉你什么是工厂模式。

注意：

　　1.在阅读本文之前请保证你已经掌控了 面对对象的思想与 多态的基本概念，否则将难以理解。

　　2.本文实现将用C++实现，你不一定必须学会C++，这些代码都有非常丰富的注释和简单的语法。

　　3.请不要跳着看，除非你已经学会。

什么是工厂模式？

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准确的说，工厂有两个，一个是简单工厂，一个是抽象工厂。

在《HeadFrist 设计模式》 一书当中说道：”简单工厂其实不是一个设计模式，更像是一种编程习惯，有些开发人员的确误以为是工厂模式。“

 

简单工厂是什么？

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简单工厂顾名思义，十分简单，请看下面少量代码

注意：Entity 是一个抽象类，HelicopterA 是直升机A类型继承Entity ，HelicopterB 是直升机B类型继承Entity，暂且无需管具体代码，下面代码不影响。

/*这是一个直升机工厂*/
class HelicopterFactory
{
public:
    virtual Entity* create(const char* name)
    {
        Entity *p = NULL;
        if(name == "A"){
            cout << "[Factory] create: HelicopterA" << endl;
            p = new HelicopterA();
        }
        if(name == "B"){
            cout << "[Factory] create: HelicopterB" << endl;
            p = new HelicopterB();
        }
        /**
         if(name == "B"){
            cout << "[Factory] create: HelicopterB" << endl;
            p = new HelicopterB();    //更多更多的 产品
            //这样，你的创建都集中在了一个类中间。当然了工厂模式不止这点点。
        }
        */
        return p;
    };
};

 

注意：如果你不会 C++，也没有关系，”Virtual” 关键字你可以无视，可以用Java的思想去看待代码

 然后我们写主函数：

HelicopterFactory hFactory = new HelicopterFactory();
    Entity *heli = hFactory->create("A");
    /*报告老板，我已经造好了直升机！*/
    heli->exec();
    heli = hFactory->create("B");
        heli = hFactory->create("B");    //我们这样就可以随意创建
        heli = hFactory->create("B");
        heli = hFactory->create("B");
        heli = hFactory->create("B");
    /*报告老板，我已经造好了直升机！*/
    heli->exec();//

 

 至此，我们的简单工厂就是这样，看起来就是将创建的代码放到了一个专门的类里面了。

就这么简单？是的，简单工厂就这么简单。

但是如果我们要创建航天飞机呢？这个时候我们就要用到抽象工厂了。事实上也十分容易。设计模式其实都是很简单的，之所以出现了设计模式就是为了解决问题。

 

抽象工厂又是什么？

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实现框架图：务必仔细看看

 

说白了就是我们可以创建各种各样的工厂，但是在实际使用的时候，我们是不需要知道究竟是哪个工厂。

我们来看看Entity类

/*实体类 基类抽象类*/
class Entity
{
public:
    Entity()
    {

    };
    virtual ~Entity()
    {

    };
    virtual void exec()=0;    //启动 交给子类实现
};

 

然后我们来实现 直升机 和 航天飞机 类

/*直升机类 类型A*/
class HelicopterA : public Entity
{
public:
    virtual void exec()
    {
        cout << "HelicopterA Fly!" << endl;
    }
};
/*直升机类 类型B*/
class HelicopterB : public Entity
{
public:
    virtual void exec()
    {
        cout << "HelicopterB Fly!" << endl;
    }
};

/*航天飞机 类型A*/
class ShuttleA : public Entity
{
public:
    virtual void exec()
    {
        cout << "ShuttleA Fly!" << endl;
    }
};

/*航天飞机 类型B*/
class ShuttleB : public Entity
{
public:
    virtual void exec()
    {
        cout << "ShuttleB Fly!" << endl;
    }
};

 

 好的，到现在为止我们已经有了 “产品”，现在我们应该来制作 “工厂”了：

首先实现抽象工厂类：

/*抽象工厂类*/
class AbstractFactory
{
public:
    virtual ~AbstractFactory()
    {
    
    };
    virtual Entity* create(const char*)=0;//交给子类去实现，这是创建实例的方法
};

 

 现在我们来写两个具体工厂，直升机工厂和航天飞机工厂（你总不可能认为直升机工厂能制造出 航天飞机吧？）

/*这是一个直升机工厂*/
class HelicopterFactory : public AbstractFactory
{
public:
    HelicopterFactory()
    {
        cout << "--Create HelicopterFactory--" << endl;
    };
    virtual ~HelicopterFactory()
    {

    };
    virtual Entity* create(const char* name)
    {
        Entity *p = NULL;
        if(name == "A"){　　//根据你要的名字来进行相应的new
            cout << "[Factory] create: HelicopterA" << endl;
            p = new HelicopterA();
        }
        if(name == "B"){　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
            cout << "[Factory] create: HelicopterB" << endl;
            p = new HelicopterB();　　　　//根据你要的名字来进行相应的new
        }
        /**
         if(name == "B"){
            cout << "[Factory] create: HelicopterB" << endl;
            p = new HelicopterB();    //更多更多的 产品
            //这样，你的创建都集中在了一个类中间。当然了工厂模式不止这点点。
        }
        */
        return p;
    };
};

/*这是一个航天飞机工厂*/
class ShuttleFactory : public AbstractFactory
{
public:
    ShuttleFactory()
    {
        cout << "--Create ShuttleFactory--" << endl;
    };
    virtual ~ShuttleFactory()
    {

    };
    virtual Entity* create(const char* name)
    {
        Entity *p = NULL;
        if(name == "A"){//根据你要的名字来进行相应的new
            cout << "[Factory] create: ShuttleA" << endl;
            p = new ShuttleA();
        }
        if(name == "B"){//根据你要的名字来进行相应的new
            cout << "[Factory] create: ShuttleB" << endl;
            p = new ShuttleB();
        }
        /*更多 种类的航天飞机*/
        return p;
    };
};

 

厂子应该要开工了！

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 现在我们写主函数：

“很好，你现在是 Pattern Art Online (R) 公司的员工，现在老板希望你为他在 Pattern Art Online 世界里面开个厂子，你十分肯定的说对于OO（object orient）程序员来说，这尼玛太简单了。。 ”

“你的大脑中已经出现了老板表扬的场景....”

int main(int argc, char const *argv[])
{
    /*好的，我们现在来创建一个抽象工厂*/
    AbstractFactory *hFactory;
    /*具体化成 直升机工厂*/
    hFactory = new HelicopterFactory();
    /*然而我们并不需要管到底是什么，反正create就对了！*/
    Entity *heli = hFactory->create("A");
    /*报告老板，我已经造好了直升机！*/
    heli->exec();
    /*并且已经 可以启动了*/
    /*什么？客户换需求了？要求航天飞机？好吧*/
    /*幸好我用的是抽象的工厂，反正代码还是那样,只是需要换一个...*/
    delete hFactory;    //嘿！别忘记释放原先了，
    //这可不是Java语言，老实说我挺喜欢手动释放的，让我感觉什么都是我操作。好吧不扯这些了
    hFactory = new ShuttleFactory();
    /*制造*/
    Entity *ent = hFactory->create("B");
    ent->exec();//运行
    Entity *www = hFactory->create("A");//制造
    www->exec();//运行

    /*恭喜你，我相信你已经学会了 抽象工厂模式*/
    cin.get();//无视。由于我没有使用IDE，所以cin.get只是用于 暂停控制台
    return 0;
}

 

“很好，这一次，你总算没有任何作弊行为和差错完成了。等等，为什么要加个总算？（具体故事情节在其他设计模式文章中）”

 这个例子不是很好的体现了 抽象工厂的优势。但是主要是要你学习。

说明一下：

下面的话比较重要，建议仔细看看（别不承认，我保证你一定跳着在看）

我们声明的

AbstractFactory *hFactory;

 

 是一个抽象工厂，它可以被其他子类/其他函数 赋值任何类型的工厂，但是我们只需要使用 create 成员函数 就可以直接创建，根本不需要管到底是什么工厂，因为对于我们来说是抽象的。

而且不知道你有没有发现，我们返回的也是 Entity 抽象类 这表示我们的主函数也不需要知道到底是 直升机 还是 航天飞机 ，反正调用 exec 成员函数 就对了。

整个就是抽象，根本不知道处理的究竟是什么，但是又很好的支持所有。

"其实我个人认为，也许有很多人也这么认为，程序员的主要解决问题的途径就是将问题抽象，抽象抽象再抽象。然后我们便可以适应问题。"

 

 

就这样结束了？

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“你获得了老板的表扬，你的队友也敬佩你的才能，听说下个月你的工资又要涨(￣︶￣)↗了”

“最重要的是，你的队友答应你加入 Pattern Art Online （AR）空战游戏的《Fly！Fly！Fly！》战队了，而且他们原谅了你之前的坠机失误。（这件事情发生在: 《设计模式——状态模式》）”

 

至此，我相信你已经会了这个模式。

什么？你告诉我你没完全懂？这个时候其实你应该配合代码和框架图组合来看，你一定会明白的。复习复习。

 

最后

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　　但是要注意的一点，不是说有了这个模式，就必须要加进去使用，程序会更棒。

设计模式要与你的程序相互和谐，不能写个 “HelloWorld” 程序都用到了设计模式。

总的一句话，设计模式不是规则，而是你随时可以改变的模式。这也是很多设计模式书籍强调的一点。

 

不论对你是否有帮助，还是谢谢您的耐心查看。如有错误之处，还望指教。