程序设计模式 —— 抽象工厂模式

前言


 

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?


 

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?


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?


 

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。

 1 /*这是一个直升机工厂*/
 2 class HelicopterFactory
 3 {
 4 public:
 5     virtual Entity* create(const char* name)
 6     {
 7         Entity *p = NULL;
 8         if(name == "A"){
 9             cout << "[Factory] create: HelicopterA" << endl;
10             p = new HelicopterA();
11         }
12         if(name == "B"){
13             cout << "[Factory] create: HelicopterB" << endl;
14             p = new HelicopterB();
15         }
16         /**
17          if(name == "B"){
18             cout << "[Factory] create: HelicopterB" << endl;
19             p = new HelicopterB();    //更多更多的 产品
20             //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。
21         }
22         */
23         return p;
24     };
25 };

 

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:

 1 HelicopterFactory hFactory = new HelicopterFactory();
 2     Entity *heli = hFactory->create("A");
 3     /*报告老板,我已经造好了直升机!*/
 4     heli->exec();
 5     heli = hFactory->create("B");
 6         heli = hFactory->create("B");    //我们这样就可以随意创建
 7         heli = hFactory->create("B");
 8         heli = hFactory->create("B");
 9         heli = hFactory->create("B");
10     /*报告老板,我已经造好了直升机!*/
11     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?


 

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

 1 /*实体类 基类抽象类*/
 2 class Entity
 3 {
 4 public:
 5     Entity()
 6     {
 7 
 8     };
 9     virtual ~Entity()
10     {
11 
12     };
13     virtual void exec()=0;    //启动 交给子类实现
14 };

 

然后我们来实现 直升机航天飞机

 1 /*直升机类 类型A*/
 2 class HelicopterA : public Entity
 3 {
 4 public:
 5     virtual void exec()
 6     {
 7         cout << "HelicopterA Fly!" << endl;
 8     }
 9 };
10 /*直升机类 类型B*/
11 class HelicopterB : public Entity
12 {
13 public:
14     virtual void exec()
15     {
16         cout << "HelicopterB Fly!" << endl;
17     }
18 };
19 
20 /*航天飞机 类型A*/
21 class ShuttleA : public Entity
22 {
23 public:
24     virtual void exec()
25     {
26         cout << "ShuttleA Fly!" << endl;
27     }
28 };
29 
30 /*航天飞机 类型B*/
31 class ShuttleB : public Entity
32 {
33 public:
34     virtual void exec()
35     {
36         cout << "ShuttleB Fly!" << endl;
37     }
38 };

 

 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:

 1 /*抽象工厂类*/
 2 class AbstractFactory
 3 {
 4 public:
 5     virtual ~AbstractFactory()
 6     {
 7     
 8     };
 9     virtual Entity* create(const char*)=0;//交给子类去实现,这是创建实例的方法
10 };

 

 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?)

 1 /*这是一个直升机工厂*/
 2 class HelicopterFactory : public AbstractFactory
 3 {
 4 public:
 5     HelicopterFactory()
 6     {
 7         cout << "--Create HelicopterFactory--" << endl;
 8     };
 9     virtual ~HelicopterFactory()
10     {
11 
12     };
13     virtual Entity* create(const char* name)
14     {
15         Entity *p = NULL;
16         if(name == "A"){  //根据你要的名字来进行相应的new
17             cout << "[Factory] create: HelicopterA" << endl;
18             p = new HelicopterA();
19         }
20         if(name == "B"){                              
21             cout << "[Factory] create: HelicopterB" << endl;
22             p = new HelicopterB();    //根据你要的名字来进行相应的new
23         }
24         /**
25          if(name == "B"){
26             cout << "[Factory] create: HelicopterB" << endl;
27             p = new HelicopterB();    //更多更多的 产品
28             //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。
29         }
30         */
31         return p;
32     };
33 };
34 
35 /*这是一个航天飞机工厂*/
36 class ShuttleFactory : public AbstractFactory
37 {
38 public:
39     ShuttleFactory()
40     {
41         cout << "--Create ShuttleFactory--" << endl;
42     };
43     virtual ~ShuttleFactory()
44     {
45 
46     };
47     virtual Entity* create(const char* name)
48     {
49         Entity *p = NULL;
50         if(name == "A"){//根据你要的名字来进行相应的new
51             cout << "[Factory] create: ShuttleA" << endl;
52             p = new ShuttleA();
53         }
54         if(name == "B"){//根据你要的名字来进行相应的new
55             cout << "[Factory] create: ShuttleB" << endl;
56             p = new ShuttleB();
57         }
58         /*更多 种类的航天飞机*/
59         return p;
60     };
61 };

 

厂子应该要开工了!


 

 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....”

 1 int main(int argc, char const *argv[])
 2 {
 3     /*好的,我们现在来创建一个抽象工厂*/
 4     AbstractFactory *hFactory;
 5     /*具体化成 直升机工厂*/
 6     hFactory = new HelicopterFactory();
 7     /*然而我们并不需要管到底是什么,反正create就对了!*/
 8     Entity *heli = hFactory->create("A");
 9     /*报告老板,我已经造好了直升机!*/
10     heli->exec();
11     /*并且已经 可以启动了*/
12     /*什么?客户换需求了?要求航天飞机?好吧*/
13     /*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...*/
14     delete hFactory;    //嘿!别忘记释放原先了,
15     //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
16     hFactory = new ShuttleFactory();
17     /*制造*/
18     Entity *ent = hFactory->create("B");
19     ent->exec();//运行
20     Entity *www = hFactory->create("A");//制造
21     www->exec();//运行
22 
23     /*恭喜你,我相信你已经学会了 抽象工厂模式*/
24     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
25     return 0;
26 }

 

“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

1 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?


“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


 

  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。

posted @ 2016-10-01 15:02  _Suwings  阅读(856)  评论(0编辑  收藏  举报