大话设计模式01----简单工厂模式

大话设计模式


1 面向对象的好处

可维护、可重复、可扩展

2 包含的角色

简单工厂模式包含三个角色:
  1. 工厂类Factory:工厂类是用来制造产品的。因此,在Factory中有一个用于制造产品的Create函数或者Generate函数之类的函数。这个函数能够根据“标识符”的不同生成不同的ConcreteProduct,当然这些ConcreteProduct都是继承自AbstractProduct的。
  2. 抽象产品类AbstractProduct:抽象产品是从其他具体产品抽象出来的。抽象产品类只有一个。
  3. 具体产品类ConcreteProduct:具体产品类继承自抽象产品类,可以有多个。当需要增加新的产品的时候就增加一个继承自抽象产品类的具体产品类即可。

3 优势

实现了松耦合,当需要增加一种新产品(在大话设计模式中,例子是 运算Operation),只需要做两点改动:
  1. 增加一个继承自抽象产品(抽象的运算)的具体产品(一种具体的运算);
  2. 在工厂类中,switch中,增加一种根据标识符产生新运算的case即可。

4 C++实现


UML图:



实现:


/*
	使用面向对象语言实现一个计算器控制台程序,要求输入两个数和运算符,得到结果;
*/

#include<iostream>
#include<exception>

using std::cout;
using std::endl;
using std::cin;
using std::string;


class Operator
{
protected:
	double _numA = 0;
	double _numB = 0;

public:
	void setNumA(double num)//设置_numA的值
	{
		_numA = num;
	}

	void setNumB(double num)//设置_numB的值
	{
		_numB = num;
	}

	double getNumA()//获取_numA的值
	{
		return _numA;
	}

	double getNumB()//获取_numB的值
	{
		return _numB;
	}

	virtual double GetResult()//虚函数,用于计算
	{
		double result = 0;
		return result;
	}
	
};

//加
class OperatorAdd :public Operator
{
public:
	double GetResult()  override
	{
		return _numA + _numB;//返回值优化
	}
};

//减
class OperatorSub :public Operator
{
public:
	double GetResult()  override
	{
		return _numA - _numB;
	}

};

//乘
class OperatorMul :public Operator
{
public:
	double GetResult()  override
	{
		return _numA * _numB;
	}
};

//除
class OperatorDiv :public Operator
{
public:
	double GetResult()  override
	{
		if (_numB == 0)
			throw std::exception();
		else
			return _numA / _numB;
	}
};

//简单工厂模式实例化对象类
class OpratorFactory
{
public:
	Operator * createOpeator(char oper)
	{
		Operator *ope = nullptr;//多态情况下怎么使用智能指针?
		switch (oper)
		{
		case '+':
			ope = new OperatorAdd();
			break;
		case '-':
			ope = new OperatorSub();
			break;
		case '*':
			ope = new OperatorMul();
			break;
		case '/':
			ope = new OperatorDiv();
			break;
		default:
			break;
		}
		return ope;
	}
};

int main()
{
	Operator * oper;
	OpratorFactory operFac;

	double numA = 0;
	double numB = 0;
	char ch = 0;

	cout << "请输入【数字1】:";
	cin >> numA;
	cout << "请输入【操作符】:";
	cin >> ch;
	cout << "请输入【数字2】:";
	cin >> numB;

	try{
		oper = operFac.createOpeator(ch);
		oper->setNumA(numA);
		oper->setNumB(numB);

		cout << "result = " << oper->GetResult() << endl;
	}
	catch (...)
	{
		cout << "您输入的运算数字有问题" << endl;
	}

	system("pause");
	return 0;
}

运算结果1:
请输入【数字1】:23.4
请输入【操作符】:+
请输入【数字2】:45.6
result = 69
请按任意键继续. . .

运算结果2:
请输入【数字1】:23.5
请输入【操作符】:/
请输入【数字2】:0
您输入的运算数字有问题
请按任意键继续. . .

5 分析:


简单工厂模式需要客户端认识两个类。

6 UML图





以下内容引自<http://blog.csdn.net/zhengzhb/article/details/7348707>,转载请注明出处!!!

卡奴达摩----工厂方法模式


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,工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类。

类型:创建类模式

类图




interface IProduct {
	public void productMethod();
}

class Product implements IProduct {
	public void productMethod() {
		System.out.println("产品");
	}
}

interface IFactory {
	public IProduct createProduct();
}

class Factory implements IFactory {
	public IProduct createProduct() {
		return new Product();
	}
}

public class Client {
	public static void main(String[] args) {
		IFactory factory = new Factory();
		IProduct prodect = factory.createProduct();
		prodect.productMethod();
	}
}

工厂模式:
首先需要说一下工厂模式。工厂模式根据抽象程度的不同分为三种:简单工厂模式(也叫静态工厂模式)、本文所讲述的工厂方法模式、以及抽象工厂模式。工厂模式是编程中经常用到的一种模式。它的主要优点有:
  • 可以使代码结构清晰,有效地封装变化。在编程中,产品类的实例化有时候是比较复杂和多变的,通过工厂模式,将产品的实例化封装起来,使得调用者根本无需关心产品的实例化过程,只需依赖工厂即可得到自己想要的产品。
  • 对调用者屏蔽具体的产品类。如果使用工厂模式,调用者只关心产品的接口就可以了,至于具体的实现,调用者根本无需关心。即使变更了具体的实现,对调用者来说没有任何影响。
  • 降低耦合度。产品类的实例化通常来说是很复杂的,它需要依赖很多的类,而这些类对于调用者来说根本无需知道,如果使用了工厂方法,我们需要做的仅仅是实例化好产品类,然后交给调用者使用。对调用者来说,产品所依赖的类都是透明的。

工厂方法模式:
通过工厂方法模式的类图可以看到,工厂方法模式有四个要素:
  • 工厂接口。工厂接口是工厂方法模式的核心,与调用者直接交互用来提供产品。在实际编程中,有时候也会使用一个抽象类来作为与调用者交互的接口,其本质上是一样的。
  • 工厂实现。在编程中,工厂实现决定如何实例化产品,是实现扩展的途径,需要有多少种产品,就需要有多少个具体的工厂实现。
  • 产品接口。产品接口的主要目的是定义产品的规范,所有的产品实现都必须遵循产品接口定义的规范。产品接口是调用者最为关心的,产品接口定义的优劣直接决定了调用者代码的稳定性。同样,产品接口也可以用抽象类来代替,但要注意最好不要违反里氏替换原则。
  • 产品实现。实现产品接口的具体类,决定了产品在客户端中的具体行为。
  • 前文提到的简单工厂模式跟工厂方法模式极为相似,区别是:简单工厂只有三个要素,他没有工厂接口,并且得到产品的方法一般是静态的。因为没有工厂接口,所以在工厂实现的扩展性方面稍弱,可以算所工厂方法模式的简化版,关于简单工厂模式,在此一笔带过。

适用场景:
不管是简单工厂模式,工厂方法模式还是抽象工厂模式,他们具有类似的特性,所以他们的适用场景也是类似的。
  • 首先,作为一种创建类模式,在任何需要生成复杂对象的地方,都可以使用工厂方法模式。有一点需要注意的地方就是复杂对象适合使用工厂模式,而简单对象,特别是只需要通过new就可以完成创建的对象,无需使用工厂模式。如果使用工厂模式,就需要引入一个工厂类,会增加系统的复杂度。
  • 其次,工厂模式是一种典型的解耦模式,迪米特法则在工厂模式中表现的尤为明显。假如调用者自己组装产品需要增加依赖关系时,可以考虑使用工厂模式。将会大大降低对象之间的耦合度。
  • 再次,由于工厂模式是依靠抽象架构的,它把实例化产品的任务交由实现类完成,扩展性比较好。也就是说,当需要系统有比较好的扩展性时,可以考虑工厂模式,不同的产品用不同的实现工厂来组装。

典型应用
要说明工厂模式的优点,可能没有比组装汽车更合适的例子了。场景是这样的:汽车由发动机、轮、底盘组成,现在需要组装一辆车交给调用者。假如不使用工厂模式,代码如下:
class Engine {
	public void getStyle(){
		System.out.println("这是汽车的发动机");
	}
}
class Underpan {
	public void getStyle(){
		System.out.println("这是汽车的底盘");
	}
}
class Wheel {
	public void getStyle(){
		System.out.println("这是汽车的轮胎");
	}
}
public class Client {
	public static void main(String[] args) {
		Engine engine = new Engine();
		Underpan underpan = new Underpan();
		Wheel wheel = new Wheel();
		ICar car = new Car(underpan, wheel, engine);
		car.show();
	}
}

可以看到,调用者为了组装汽车还需要另外实例化发动机、底盘和轮胎,而这些汽车的组件是与调用者无关的,严重违反了迪米特法则,耦合度太高。并且非常不利于扩展。另外,本例中发动机、底盘和轮胎还是比较具体的,在实际应用中,可能这些产品的组件也都是抽象的,调用者根本不知道怎样组装产品。假如使用工厂方法的话,整个架构就显得清晰了许多。

interface IFactory {
	public ICar createCar();
}
class Factory implements IFactory {
	public ICar createCar() {
		Engine engine = new Engine();
		Underpan underpan = new Underpan();
		Wheel wheel = new Wheel();
		ICar car = new Car(underpan, wheel, engine);
		return car;
	}
}
public class Client {
	public static void main(String[] args) {
		IFactory factory = new Factory();
		ICar car = factory.createCar();
		car.show();
	}
}

使用工厂方法后,调用端的耦合度大大降低了。并且对于工厂来说,是可以扩展的,以后如果想组装其他的汽车,只需要再增加一个工厂类的实现就可以。无论是灵活性还是稳定性都得到了极大的提高。


总结:

说白了,就是创建一个工厂类,将各个实现类的的实现封装起来,从而对客户端来说,简单易用!

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