设计模式那点事--简单工厂模式

工作几年后,每个程序员都会积累一定的编程经验,编程能力都会得到不同的提升。但是随着时间的推移,你会慢慢地发现,程序开发已经不仅仅是代码的简单堆砌,而是要开始考虑代码的复用扩展,性能优化,高效设计和执行效率等等问题了。为了要应付这些问题,设计模式应运而生。

概念:

简单工厂模式属于创建型模式,又叫做静态工厂方法(Static Factory Method)模式。它实质是由一个工厂类根据传入的参数,动态决定应该创建哪一个产品类(这些产品类继承自一个父类或接口)的实例。

例子:

一个鲜活简单的例子总能让人轻松地理解晦涩的概念。我们来看看一个关于汽车价格的简单工厂模式。

我们知道,汽车的品牌和质量,决定了它的价格。就像宝马(BMW),法拉利(Ferrali)和奔驰(Benz)三辆汽车,它们的价格肯定是不一样的。那我们如果想要知道它的价格的话,可以询问销售人员等等。但是在计算机里,我们可不能直接问销售人员啊!

在面向世界里,我们可以很清楚地知道,这三种牌子的汽车都继承于车类(Car)。于是,我们可以创建三个类:BMW,Ferrali和Benz。父类Car中声明了一个virtual GetPrice函数来获取价格,每个子类可以重写父类的GetPrice函数,从而可以通过每个车类的实例来获取价格。

那么根据简单工厂模式的,我们需要一个工厂类,它根据传入的汽车编号,动态决定应该创建哪一款汽车的实例。汽车编号我们在客户端中传入即可,无需进行对象实例的创建,因为所有创建对象实例的操作都放在工厂类中。这样,以后增加其他品牌的汽车时,也只需增加一个汽车类,并且在工厂类中修改对象创建,对其它的汽车类代码没影响,保证了代码的灵活扩展。

UML图:

通过上面UML图可以看出,Car就是一个抽象汽车产品类,BMW,Ferrali和Benz就是具体汽车产品类。

        代码:

#include <iostream>
using namespace std;

class Car
{
public:
   float m_fPrice;

public:
   virtual float GetPrice()
   {
      return m_fPrice*1;
   }
};

class BMW:public Car
{
public:
   float GetPrice()
   {
      return m_fPrice*3;
   }
};

class Ferrali:public Car
{
public:
   float GetPrice()
   {
      return m_fPrice*11;
   }
};

class Benz:public Car
{
public:
   float GetPrice()
   {
      return m_fPrice*6;
   }
};

class PriceFactory
{
public:
   int m_iFlag;

public:
   Car* CreateCarPrice(int iFlag)
   {
      float fPrice=0.0;
      Car* car = new Car;

      switch (iFlag)
      {
       case 1:
           return(new BMW);
       break;
       case 2:
           return(new Ferrali);
       break;
       case 3:
           return(new Benz);
       break;
       default:
           return(new Car);
       break;
      }
   }
};

int main()
{
   float fPrice=0.0;
   int iTag=0;

   PriceFactory priceFactory;
   Car* car;

   cout<<"----简单工厂模式开始----"<<endl;
   cout<<"BMW:1,Ferrali:2,Benz:3"<<endl;
   cout<<"请输入您想要查询的汽车价格:";
   cin>>iTag;

   car = priceFactory.CreateCarPrice(iTag);
   car->m_fPrice = 10000.0;
   fPrice = car->GetPrice();

   cout<<"价格为:"<<fPrice<<endl;
   cout<<"----简单工厂模式结束----"<<endl;

   return 1;
}

       发散:

客户端中主要是把工厂类返回的汽车子类的实例赋给父类Car,从而实现调用相应子类的GetPrice函数,实现覆盖父类的虚函数GetPrice。

我们知道实现C++的多态有三种方法:函数重载,模板函数和虚函数。虚函数实现的多态称为动态多态,上面代码有以下特点:

1、子类的对象转换给父类的对象如car = priceFactory.CreateCarPrice(iTag);,我们称为向上转型。它是安全的,自动完成,并且会丢失子类型的信息;

2、为了解决子类型信息丢失的问题(子类对象转换给父类),父类必须实现了一个虚函数GetPrice;

3、子类有完全相同的GetPrice函数,覆盖重写父类的虚函数GetPrice,这样便能实现动态多态了(否则只能用指针或引用了)。

优点:

工厂类是整个模式的关键,,它根据客户端传入的汽车代码,决定究竟应该创建哪个汽车类的对象。通过使用工厂类,客户端可以从直接创建具体汽车对象的尴尬局面摆脱出来,仅仅需要确定生成什么汽车对象就可以了,而不必管这些对象究竟如何创建及如何组织的。明确了各自的职责和权利,有利于整个软件体系结构的优化。

      不足:

由于工厂类集中了所有实例的创建逻辑,违反了高内聚责任分配原则,将全部创建逻辑集中到了一个工厂类中;它所能创建的类只能是事先考虑到的,如果需要添加新的类,则就需要改变工厂类了。

当系统中的具体产品类不断增多时候,可能会出现要求工厂类根据不同条件创建不同实例的需求.这种对条件的判断和对具体产品类型的判断交错在一起,很难避免模块功能的蔓延,对系统的维护和扩展非常不利。

使用场景:

1、工厂类负责创建的对象比较少;

2、客户只知道传入工厂类的参数,对于如何创建对象(逻辑)不关心;

3、由于简单工厂很容易违反高内聚责任分配原则,因此一般只在很简单的情况下应用。

时间: 2024-10-18 03:44:56

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