• 重看工厂模式

    重看工厂模式

    之前整个设计模式的专栏是看了李建忠老师的视频，并没有太多的自己的总结，今天来回看一下设计模式，重温设计模式的魅力

    工厂模式我们介绍三个：

    • 简单工厂

    • 工厂方法

    • 抽象工厂

    简单工厂

    我们举个例子，现在世界上有三场备受关注的战争。俄罗斯保护卢甘斯克和顿涅斯克独立共和国之战，加沙保卫战和果敢电诈反击战。

    有战争就需要武器，这个时候他们需要枪，炮，无人机等等。他们就有了对武器的需求。

    例子如下：

    #include 
#include 

using namespace std;

class Weapon
{
public:
    explicit Weapon(const string &name) {
        name_ = name;
        if (name == "枪") {}
        else if (name == "炮") {}
        else if (name == "飞机") {}
    }

    void useWeapon() {
        if (name_ == "枪") {
            cout << "我是枪" << endl;
        } else if (name_ == "炮") {
            cout << "我是炮" << endl;
        } else if (name_ == "飞机") {
            cout << "我是飞机" << endl;
        }
    }

private:
    string name_;
};

int main()
{
    Weapon gun = Weapon("枪");
    Weapon cannon = Weapon("炮");
    Weapon plane = Weapon("飞机");
    gun.useWeapon();
    cannon.useWeapon();
    plane.useWeapon();
    return 0;
}

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    从上面的例子中我们能看到，如果我们需要大量型号武器的话，Weapon明显会是一个巨大的类。该类设计时候存在以下的问题：

    • 在Weapon中包含了很多的if elseif 代码块，整个类代码冗长，增加阅读和维护难度；并且大量的条件语句会影响系统的性能，程序执行的时候需要进行大量判断。
    • Weapon职责过重，需要初始化和显示所有的武器对象，将各种武器初始化和使用放在一个类中实现，违反了单一职责原则，不利于类的维护。
    • 当需要增加新型号的武器的时候，必须修改weapon代码，违反了开闭原则。

    我们需要一种方式，来创建不同的武器，并且使得我们使用的时候，分的清楚，拿过来就用。以便我们更快获取战争的胜利。

    • 工厂角色：即简单工厂的核心，用来创建所有的武器实例，可以被外部直接使用，创建我们需要的产品
    • 抽象产品：简单工厂所有产品的父类，负责描述公共接口
    • 具体产品：需要创造的具体产品

    如上述的例子：我们需要一个武器工厂，使用武器工厂来生产不同的武器，则修改为如下方式：

    #include 
#include 

using namespace std;

class Weapon
{
public:
    virtual ~Weapon() {}
    virtual void useWeapon() = 0;
};

class Gun : public Weapon
{
public:
    void useWeapon() override
    {
        cout << "我是枪" << endl;
    }
};

class Cannon : public Weapon
{
public:
    void useWeapon() override
    {
        cout << "我是炮" << endl;
    }
};

class Plane : public Weapon
{
public:
    void useWeapon() override
    {
        cout << "我是飞机" << endl;
    }
};

class Factory
{
public:
    Weapon *createWeapon(const std::string &name)
    {
        if (name == "枪") {
           return new Gun;
        } else if (name == "炮") {
            return new Cannon;
        } else if (name == "飞机") {
            return new Plane;
        }
    }
};

int main()
{
    Factory ff;
    Weapon* weapon = nullptr;
    weapon = ff.createWeapon("枪");
    weapon->useWeapon();
    delete weapon;
    weapon = nullptr;
    weapon = ff.createWeapon("炮");
    weapon->useWeapon();
    delete weapon;
    weapon = nullptr;
    weapon = ff.createWeapon("飞机");
    weapon->useWeapon();
    delete weapon;
    weapon = nullptr;
    return 0;
}

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    如上例子所示，我们需要生产武器种类多的时候，工厂就会变的臃肿。但是我们使用的时候，只要抽象一个武器，工厂负责生产，且生产的武器我们直接拿来使用就可以。因为工厂生产的是具体的武器，所以我们在使用的时候会用具体的武器去击败敌人。

    简单工厂的优缺点也很明显了：

    • 优点：实现了对象创建和使用的分离；不需要记得具体的类名称，只需要记住工厂参数即可。
    • 缺点：对工厂类的依赖过重，一旦工厂类不能工作，整个系统会崩溃；增加了系统中类的个数，复杂度和理解度增加；违反开闭原则，添加新产品需要修改工厂逻辑，工厂会越来越复杂。

    简单工厂适合工厂产品较少，客户端只需要告诉工厂需要生产对应的产品，对如何创建不关心的场景

    工厂方法

    角色和对应的职责：

    • 抽象工厂：工厂方法模式的核心，任何工厂类都必须实现这个接口。
    • 工厂：具体工厂是抽象工厂的一个实现，负责具体实例化产品。
    • 抽象产品：工厂方法模式所创建的所有对象的父类，它负责描述所有实例所共有的接口。
    • 具体产品：工厂方法所创建的具体实例对象。

    我们使用简单工厂生产武器的时候，工厂堆积严重，因此我们需要一个工厂调度中心，然后将武器分给不同的工厂分别生产，代码如下：

    #include 
#include 

using namespace std;

class Weapon
{
public:
    virtual ~Weapon() {}
    virtual void useWeapon() = 0;
};

class Gun : public Weapon
{
public:
    void useWeapon() override
    {
        cout << "我是枪" << endl;
    }
};

class Cannon : public Weapon
{
public:
    void useWeapon() override
    {
        cout << "我是炮" << endl;
    }
};

class Plane : public Weapon
{
public:
    void useWeapon() override
    {
        cout << "我是飞机" << endl;
    }
};

class AbstractFactory
{
public:
    virtual Weapon *createWeapon() = 0;
};

class GunFactory : public AbstractFactory
{
public:
    Weapon *createWeapon() override
    {
        return new Gun;
    }
};

class CannonFactory : public AbstractFactory
{
public:
    Weapon *createWeapon() override
    {
        return new Cannon;
    }
};

class PlaneFactory : public AbstractFactory
{
public:
    Weapon *createWeapon() override
    {
        return new Plane;
    }
};

int main()
{
    AbstractFactory *ff = nullptr;
    Weapon* weapon = nullptr;
    ff = new GunFactory;
    weapon = ff->createWeapon();
    weapon->useWeapon();
    delete weapon;
    weapon = nullptr;
    delete ff;
    ff = nullptr;
    ff = new CannonFactory;
    weapon = ff->createWeapon();
    weapon->useWeapon();
    delete weapon;
    weapon = nullptr;
    delete ff;
    ff = nullptr;
    ff = new PlaneFactory;
    weapon = ff->createWeapon();
    weapon->useWeapon();
    delete weapon;
    weapon = nullptr;
    delete ff;
    ff = nullptr;
    return 0;
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    优缺点：

    • 优点：不需要记住具体的武器名字，甚至不需要对应的参数；实现了创建和使用的分离；系统扩展性变好，如果有新的武器，不需要修改原来的接口和类。

    • 缺点：增加了类的数量，增加了抽象性和理解难度

    工厂分类明确，职责清晰。如果我们某类型的武器不足，只需要到对应类型的工厂去取即可。

    抽象工厂方法

    工厂方法通过引入工厂调度中心，解决了简单工厂中工厂类职责过重的问题，但是由于工厂方法中的每个工厂只生产一类产品，导致我们工厂非常多，肯定会增加系统的开销，因此我们考虑将一些产品组成一类，使用同一个工厂生产。

    比如我们在俄罗斯生产一种型号的枪炮飞机，在朝鲜生产另外一种型号的枪炮飞机，则武器供应不断，胜利就在眼前。

    角色和对应的职责：

    • 抽象工厂：工厂方法模式的核心，任何工厂类都必须实现这个接口。
    • 工厂：具体工厂是抽象工厂的一个实现，负责具体实例化产品。
    • 抽象产品：工厂方法模式所创建的所有对象的父类，它负责描述所有实例所共有的接口。
    • 具体产品：工厂方法所创建的具体实例对象。
    #include 
#include 

using namespace std;

class WeaponGun
{
public:
    virtual void useWeapon() = 0;
};

class WeaponPlane
{
public:
    virtual void useWeapon() = 0;
};

class WeaponCannon
{
public:
    virtual void useWeapon() = 0;
};

class TMXGun : public WeaponGun
{
public:
    void useWeapon() override
    {
        cout << "使用汤姆逊" << endl;
    }
};
class JKSGun : public WeaponGun
{
public:
    void useWeapon() override
    {
        cout << "使用捷克式" << endl;
    }
};
class WeaponCannon1 : public WeaponCannon
{
public:
    void useWeapon() override
    {
        cout << "二营长的意大利炮" << endl;
    }
};

class WeaponCannon2 : public WeaponCannon
{
public:
    void useWeapon() override
    {
        cout << "二营长的迫击炮" << endl;
    }
};

class WeaponPlane1 : public WeaponPlane
{
public:
    void useWeapon() override
    {
        cout << "战斗机" << endl;
    }
};
class WeaponPlane2 : public WeaponPlane
{
public:
    void useWeapon() override
    {
        cout << "轰炸机" << endl;
    }
};


class AbstractFactory {
public:
    virtual	WeaponGun* createGun() = 0;
    virtual	WeaponCannon* createCannon() = 0;
    virtual	WeaponPlane* createPlane() = 0;
};

class RussiaFactory : public AbstractFactory
{
public:
    WeaponGun* createGun() override {
        return new TMXGun;
    }
    WeaponCannon* createCannon() override
    {
        return new WeaponCannon1;
    }
    WeaponPlane* createPlane() override
    {
        return new WeaponPlane1;
    }
};
class NorthKoreaFactory : public AbstractFactory
{
public:
    WeaponGun* createGun() override {
        return new JKSGun;
    }
    WeaponCannon* createCannon() override
    {
        return new WeaponCannon2;
    }
    WeaponPlane* createPlane() override
    {
        return new WeaponPlane2;
    }
};

int main()
{
    AbstractFactory *factory = nullptr;
    WeaponGun *gun = nullptr;
    WeaponCannon *cannon = nullptr;
    WeaponPlane *plane = nullptr;
    factory	= new RussiaFactory;
    gun = factory->createGun();
    cannon = factory->createCannon();
    plane = factory->createPlane();
    gun->useWeapon();
    cannon->useWeapon();
    plane->useWeapon();
    delete	factory;
    delete	gun;
    delete	cannon;
    delete	plane;

    factory	= new NorthKoreaFactory;
    gun = factory->createGun();
    cannon = factory->createCannon();
    plane = factory->createPlane();
    gun->useWeapon();
    cannon->useWeapon();
    plane->useWeapon();
    delete	factory;
    delete	gun;
    delete	cannon;
    delete	plane;
    return 0;
}

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    至此，多地共同生产产品，战争胜利近在眼前。

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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/turbolove/article/details/134463477