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设计模式之FactoryMethod模式

FactoryMethod模式属于23种设计模式中的创建型模式，解决的是如何“new”的问题。

引例：
还是先从简单的例子入手FactoryMethod模式吧，现在需要一个汽车测试的环境来对汽车进行测试，我们很容易会这样设计
 1//////////////////////////////////////////////
 2//汽车类
 3class Car
 4{
 5public:
 6    void Startup(){}
 7    void Run() {}
 8    void Turn() {}
 9    void Stop() {}
10};
11
12//////////////////////////////////////////////
13//汽车测试环境
14class CarTestFramework
15{
16public:
17    void DoTest()
18    {
19        Car* car = new Car();
20        car->Startup();
21        car->Run();
22        car->Turn();
23        car->Stop();
24    }
25};


非常简单的设计，但是存在问题，如果我们要对红旗车，东风车进行测试，那么怎么办？
有了之前那些模式的经验，再回想下面向对象的特性。。。
“多态”！将Car设计成为一个抽象类，DoTest里全部使用抽象类的指针来操作，那不就可以应对不同类型的汽车了吗？
于是有了以下的代码：（注意DoTest的参数，这样使用才可以让用户指定车辆的类型）
//////////////////////////////////////////////
//抽象汽车类
class AbstractCar
{
public:
    virtual void Startup() = 0;
    virtual void Run() = 0;
    virtual void Turn() = 0;
    virtual void Stop() =0;
};

//////////////////////////////////////////////
//具体汽车类——红旗车
class HongqiCar : public AbstractCar
{
public:
//具体实现抽象汽车类的四个方法.
};

//////////////////////////////////////////////
//汽车测试环境
class CarTestFramework
{
public:
    void DoTest(AbstractCar* car)
    {
        car->Startup();
        car->Run();
        car->Turn();
        car->Stop();
    }
};


到此为止的设计其实还是不错的，能够应对不同类型的汽车变化，如果增加了新的汽车类型也完全不用修改现有代码，只需要增加代码就可以了
但如果测试车辆不止一辆怎么办？以上设计的缺陷就在于DoTest的参数，参数的个数对应于测试车辆的数量，测试数量不确定是很正常的事情。
再想想面向对象有什么特性。。。“封装”！用一个类专门用来封装汽车的创建就搞定这个问题了嘛！这个类起个特别的名字就是“工厂类”。

动机：
软件系统中，我们经常面对“某个对象”的创建工作；由于需求的变化，这个对象经常面临剧烈的变化，但他有相对稳定的接口。
为了抵抗这种变化，提出“封装变化点”的思想，采用“封装”机制将其“变化部分”隔离出来，从而保证“其他依赖该对象的对象”不随需求变化而变化。

意图：
定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪个类。Factory Method使得一个类的实例化延迟到子类。（GoF23）

设计思路：
还是先看看UML图

如果只看左边的Product和ConcreteProduct部分，那么这就是我们的第2种设计方案。
FatoryMethod在Product和ConcreteProduct的基础上加上了Creator和ConcreteCreator，分别就是Factory和ConcreteFactory。Factory有个非常重要的函数CreateProduct()（就是图中的AnOperation），它将对象的创建工作封装了起来。

总结：
1.OO的“多态”。大部分的设计模式都会体现出OO的这个原则，他的作用就是“推迟实现”，将一个类的实例化推迟到子类，从而解决不同类型对象的创建问题。
2.OO的“封装”。工厂方法另一个重要思想，工厂类把创建工作封装起来，这样用户就可以多次使用，解决了同时创建多个对象的问题。
3.工厂方法和抽象工厂的区别：其实抽象工厂模式可以看作工厂模式的一个特例。工厂模式在工厂类中只创建一种类型的对象，如果在工厂类中拥有创建多种类型的对象的方法（比如创建引擎，创建车门，创建车灯。。。）那其实不就是之前讨论的抽象工厂模式嘛？
4.当我们创建一系列有继承关系的类时都可以考虑使用工厂方法。回想之前项目中使用的Ogre，工厂方法使用非常广泛，几乎所有对象都不是new出来的，Ogre提供了许许多多的CreateXX方法。

自己做的示例代码，仅供参考：
AbstractFactory.h
1#pragma once
2#include "AbstractCar.h"
3
4class AbstractCarFactory
5{
6public:
7    virtual AbstractCar* CreateCar() = 0;
8};
AbstractCar.h
 1#pragma once
 2
 3class AbstractCar
 4{
 5public:
 6    virtual void Startup() = 0;
 7    virtual void Run() = 0;
 8    virtual void Turn() = 0;
 9    virtual void Stop() = 0;
10};
11
HongqiCarFactory.h
 1#pragma once
 2#include "AbstractCarFactory.h"
 3#include "HongqiCar.h"
 4
 5class HongqiCarFactory :public AbstractCarFactory
 6{
 7public:
 8    virtual AbstractCar* CreateCar()
 9    {
10        return new HongqiCar();
11    }
12};
13
HongqiCar.h
 1#pragma once
 2#include "AbstractCar.h"
 3#include <iostream>
 4using namespace std;
 5
 6class HongqiCar : public AbstractCar
 7{
 8public:
 9    virtual void Startup()
10    {
11        cout<<"HongqiCar : Startup()"<<endl;
12    }
13    virtual void Run()
14    {
15        cout<<"HongqiCar : Run()"<<endl;
16    }
17    virtual void Turn()
18    {
19        cout<<"HongqiCar : Turn()"<<endl;
20    }
21    virtual void Stop()
22    {
23        cout<<"HongqiCar : Stop()"<<endl;
24    }
25};
26
Main.cpp
 1//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 2// FactoryMethodTest for Factory Method Test
 3//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 4
 5#include "stdafx.h"
 6#include "AbstractCar.h"
 7#include "AbstractCarFactory.h"
 8#include "HongqiCar.h"
 9#include "HongqiCarFactory.h"
10#include <iostream>
11using namespace std;
12
13
14class CarTestFramework
15{
16public:
17    void DoTest(AbstractCarFactory* carFactory)
18    {
19        AbstractCar* car1 = carFactory->CreateCar();
20        cout<<"//////////////////////////////////////////////\n//Car1 Test\n//////////////////////////////////////////////"<<endl;
21        car1->Startup();
22        car1->Run();
23        car1->Turn();
24        car1->Stop();
25
26        AbstractCar* car2 = carFactory->CreateCar();
27        cout<<"\n//////////////////////////////////////////////\n//Car2 Test\n//////////////////////////////////////////////"<<endl;
28        car2->Startup();
29        car2->Run();
30        car2->Turn();
31        car2->Stop();
32    }
33};
34
35
36int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
37{
38    CarTestFramework* carTestFramework = new CarTestFramework();
39    cout<<"Test the HongqiCar"<<endl;
40    carTestFramework->DoTest(new HongqiCarFactory());
41
42    return 0;
43}
44
45

posted on 2009-04-08 20:58 Alex@VCC 阅读(1728) 评论(7)  编辑 收藏 引用 所属分类: 设计模式

评论

# re: 设计模式之FactoryMethod模式 2009-04-09 09:22 yleesun

非常感谢作者，我之前看过GOF的设计模式，当时觉得很抽象，没有能坚持看下去。今日得见先生如此通俗易懂的描述，使我茅塞顿开，希望作者能把其他中的设计模式也能陆续分享，我将一直关注，非常感谢。  回复  更多评论   

# re: 设计模式之FactoryMethod模式 2009-04-09 09:42 星绽紫辉

关注中、。。。  回复  更多评论   

# re: 设计模式之FactoryMethod模式 2009-04-09 09:53 Alex@VCC

谢谢大家的关注，这些随笔全是我在学习后的一些整理，如果能为大家的学习和工作带来帮助我实在太开心了。
有时间的话我会陆续整理其他的一些模式。

学习设计模式关键是如何应用，鄙人才疏学浅，还望大家多多交流  回复  更多评论   

# re: 设计模式之FactoryMethod模式 2009-04-12 11:12 caoji

http://blog.csdn.net/jicao/archive/2006/07/01/861343.aspx

看看这篇是否有启发。

国内写设计模式的都太拘泥GOF的东西，其实世界很大的。

有空再看看loki吧。  回复  更多评论   

# re: 设计模式之FactoryMethod模式 2009-04-12 20:42 Alex@VCC

@caoji
我不是写设计模式，只是做一些学习笔记罢了，呵呵
GOF应该说还是比较经典的，对我们这些刚接触设计模式的人来说算是一个比较好的起点吧。设计模式虽然说有着各种各样的模式，但最重要的还是当中面向对象的思想，我觉得这点比死记各种模式重要多了

你的那篇我仔细拜读过了，使用函数指针也是不错的方法:)  回复  更多评论   

# re: 设计模式之FactoryMethod模式 2009-04-13 08:51 caoji

GOF成书大概在1995年左右。GOF也只是提出了想法，并没有具体的编码实现。

此后十来年C++的发展是非常迅速的。Boost就是一例。但是boost不好懂，不花大量时间在泛型编程上，研究boost并没有实际意义。

我建议是拿来主义，像boost、loki这样的库，用就可以了。

但是设计模式应用非常广泛。应该说C++还是老了些。许多新的语言特征都没有。以至于搞个工厂模式还要用函数指针。

设计模式的层次要高于面向对象，它教你怎么组织对象。具体问题要具体分析。我还是挺支持设计模式的  回复  更多评论   

# re: 设计模式之FactoryMethod模式 2009-04-14 11:09 yleesun

希望继续更新设计模式其他的模式心得。  回复  更多评论   


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