设计模式_工厂模式

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1 介绍

工厂模式，Factory Pattern。

意图：创建对象时不会对客户端暴露创建逻辑，并且是通过使用一个共同的接口来只当新创建对象。定义一个创建对象的接口，让其子类自己决定实例化哪一个工厂类，工厂模式使其创建过程延迟到子类进行。
主要解决：接口选择的问题。
何时使用：我们明确地计划不同条件下创建不同实例时。
如何解决：让其子类实现工厂接口，返回的也是一个抽象的产品。
关键代码：创建过程在其子类执行。
优点：

• 调用者想创建一个对象，只要知道其名称即可。
• 扩展性高，如果想增加一个产品，只要扩展一个工厂类即可。
• 屏蔽产品的具体实现，调用者只关心产品的接口。

使用场景：

• 日志记录器，记录可能记录到本地硬盘，系统事件或远程服务器等，用户可以选择记录日志到什么地方。
• 设计一个连接服务器的框架，需要三个协议，POP3，IMAP和HTTP，可以把三个作为产品类，共同实现一个接口。

Highlight：

• 创建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，增加系统的复杂度。(So, what is 复杂对象 ??)

2 实现

2.0 case_0: 子类数据成员一致

// 父类Color，接口类
class Color {
public:
    // 关键字virtual修饰，虚函数
    virtual void draw() = 0;
}

// 子类Red继承父类Color
class Red : public Color {
public:
    // 关键字override修饰
    void draw() override {
        std::cout << "Red" << std::endl;
    }
}

// 子类Green继承父类Color
class Green : public Color {
public:
    // 关键字override修饰
    void draw() override {
        std::cout << "Green" << std::endl;
    }
}

// 工厂类，生成对象
class Factory {
public:
    // 关键字static修饰，定位为类的静态方法，调用时不需要有类的对象
    static Color* getColor(std::string color) {
        if (color == "Red") {
            return new Red;
        }
        if (color == "Green") {
            return new Green;
        }

        return nullptr;
    }
}

int main() {
    unique_ptr<Color> pRed(Factory::getColor("Red"));
    unique_ptr<Color> pGreen(Factory::getColor("Green"));

    if(pRed != nullptr) {
        pRed->draw();
    }
    if(pGreen != nullptr) {
        pGreen->draw();
    }

    return 0;
}

2.1 case_1: 子类数据成员不一致

// 父类Color，接口类
class Color {
public:
    // 关键字virtual修饰，虚函数
    virtual void draw() = 0;
}

// 子类Red继承父类Color
class Red : public Color {
public:
    Red(std::string a, int b)
        : a_(std::move(a)), b_(b) {
    }

    // 关键字override修饰
    void draw() override {
        std::cout << a_ << ", " << b_ << std::endl;
    }

    //

    std::string a_;
    int b_;
}

// 子类Green继承父类Color
class Green : public Color {
public:
    Green(std::string a)
        : a_(std::move(a)) {
    }

    // 关键字override修饰
    void draw() override {
        std::cout << a_ << std::endl;
    }

    std::string a_;
}

// 工厂不一定需要是类，一个函数也可以
// 泛型，模板
// 参数个数不定, typename ... Args可变参数
template<typename Object, typename ... Args>
Color* factoryColor(typename ... Args) {
    return new Object(args ...);
}

int main() {
    unique_ptr<Color> pRed(factoryColor("Red", 666));
    unique_ptr<Color> pGreen(factoryColor("Green"));

    if(pRed != nullptr) {
        pRed->draw();
    }
    if(pGreen != nullptr) {
        pGreen->draw();
    }

    return 0;
}