设计模式之工厂模式
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01 简单工厂方法
简单工厂方法可能是最常见的工厂类创建型模式了，其中有几个角色，一个是抽象产品角色，一个是具体产品角色，多个具体产品都可以。抽象成同一个抽象产品。拿操作系统举例，操作系统作为一个抽象产品，它有几种具体产品角色，有Windows操作系统，有Android操作系统，有iOS操作系统。有一个操作系统的工厂，工厂可以根据不同的需求生产出不同内核的操作系统，这个操作系统的工厂就是最后一个角色：工厂角色。
#include <iostream>
enum class BallEnum { BasketBall = 1, SocketBall = 2 };
class Ball {
public:
Ball() {}
virtual ~Ball() {}
virtual void Play() {}
};
class BasketBall : public Ball {
public:
void Play() override { std::cout << "play basketball \n"; }
};
class SocketBall : public Ball {
public:
void Play() override { std::cout << "play socketball \n"; }
};
class SimpleFactory {
public:
static Ball* CreateBall(BallEnum type);
};
Ball* SimpleFactory::CreateBall(BallEnum type) {
switch (type) {
case BallEnum::BasketBall:
return new BasketBall();
case BallEnum::SocketBall:
return new SocketBall();
}
return nullptr;
}
int main() {
Ball* basket = SimpleFactory::CreateBall(BallEnum::BasketBall);
basket->Play();
Ball* socket = SimpleFactory::CreateBall(BallEnum::SocketBall);
socket->Play();
return 0;
} 在简单工厂方法中，有一个专门的工厂类，根据不同的参数返回不同具体产品类的实例，这些具体产品可以抽象出同一个抽象产品，即有一个共同的父类。 通过上述代码您可能也看到了简单工厂方法的优点，实现了对象的创建和使用逻辑分离，只需要传入不同参数，就可以获得特定具体类的实例。但简单工厂方法也有些缺点，当增加了新的产品，就需要修改工厂类的创建逻辑，如果产品类型较多，就可能造成工厂类逻辑过于复杂，不利于系统的维护，适用于具体产品类型比较少并且以后基本不会新加类型的场景，这样工厂类业务逻辑不会太过复杂。
02 工厂方法模式
为了解决上面简单工厂方法模式的缺点，进一步抽象出了工厂方法模式，工厂类不再负责所有产品的构建，每一个具体产品都有一个对应的工厂，这样在新加产品时就不会改动已有工厂类的创建逻辑。这些工厂也会抽象出一个抽象工厂。可以理解为有四种角色，抽象产品，具体产品，抽象工厂，具体工厂，其实就是把简单工厂模式中的工厂类做进一步抽象，看代码吧：
#include <iostream>
enum class BallEnum { BasketBall = 1, SocketBall = 2 };
class Ball {
public:
Ball() {}
virtual ~Ball() {}
virtual void Play() {}
};
class BasketBall : public Ball {
public:
void Play() override { std::cout << "play basketball \n"; }
};
class SocketBall : public Ball {
public:
void Play() override { std::cout << "play socketball \n"; }
};
class FactoryBase {
public:
virtual ~FactoryBase() {}
virtual Ball* CreateBall() = 0;
};
class BasketBallFactory : public FactoryBase {
public:
Ball* CreateBall() override { return new BasketBall(); }
};
class SocketBallFactory : public FactoryBase {
public:
Ball* CreateBall() override { return new SocketBall(); }
};
int main() {
FactoryBase* factory;
BallEnum ball_type = BallEnum::SocketBall;
switch (ball_type) {
case BallEnum::BasketBall:
factory = new BasketBallFactory();
break;
case BallEnum::SocketBall:
factory = new SocketBallFactory();
break;
}
Ball* ball = factory->CreateBall();
ball->Play();
return 0;
} 工厂模式提高了系统的可扩展性，完全符合开闭原则，当新加具体产品时，完全不会对已有系统有任何修改。当不知道以后会有多少具体产品时可以考虑使用工厂模式，因为不会降低现有系统的稳定性。但是它也有缺点，每当新加一个产品时，不仅需要新加一个对应的产品类，同时还需要新加一个此产品对应的工厂，系统的复杂度比较高。怎么解决呢，可以再抽象一下：
03 抽象工厂模式
在工厂方法中，每一个抽象产品都会有一个抽象工厂，这样新增一个产品时都会新增两个类，一个是具体产品类，一个是具体工厂类，我们可以考虑多个抽象产品对应一个抽象工厂，这样可以有效减少具体工厂类的个数，见如下代码：
#include <iostream>
enum class BallEnum { BasketBall = 1, SocketBall = 2 };
class Ball {
public:
Ball() {}
virtual ~Ball() {}
virtual void Play() {}
};
class BasketBall : public Ball {
public:
void Play() override { std::cout << "play basketball \n"; }
};
class SocketBall : public Ball {
public:
void Play() override { std::cout << "play socketball \n"; }
};
class Player {
public:
Player() {}
virtual ~Player() {}
virtual void Name() {}
};
class BasketBallPlayer : public Player {
public:
void Name() override { std::cout << "BasketBall player \n"; }
};
class SocketBallPlayer : public Player {
public:
void Name() override { std::cout << "SocketBall player \n"; }
};
class FactoryBase {
public:
virtual ~FactoryBase() {}
virtual Ball* CreateBall() = 0;
virtual Player* CreatePlayer() = 0;
};
class BasketBallFactory : public FactoryBase {
public:
Ball* CreateBall() override { return new BasketBall(); }
Player* CreatePlayer() override { return new BasketBallPlayer(); }
};
class SocketBallFactory : public FactoryBase {
public:
Ball* CreateBall() override { return new SocketBall(); }
Player* CreatePlayer() override { return new SocketBallPlayer(); }
};
int main() {
FactoryBase* factory;
BallEnum ball_type = BallEnum::SocketBall;
switch (ball_type) {
case BallEnum::BasketBall:
factory = new BasketBallFactory();
break;
case BallEnum::SocketBall:
factory = new SocketBallFactory();
break;
}
Ball* ball = factory->CreateBall();
Player* player = factory->CreatePlayer();
ball->Play();
player->Name();
return 0;
}