【C++设计模式二】工厂模式

（1）定义

简单工厂模式中，每新增一个具体产品，就需要修改工厂类内部的判断逻辑。为了不修改工厂类，遵循开闭原则，工厂方法模式中不再使用工厂类统一创建所有的具体产品，而是针对不同的产品设计了不同的工厂，每一个工厂只生产特定的产品。

定义一个用于创建对象的接口，但是让子类决定将哪一个类实例化。工厂方法模式让一个类的实例化延迟到其子类。

（2）结构

工厂模式结构如下：

• 抽象工厂（AbstractFactory）：所有生产具体产品的工厂类的基类，提供工厂类的公共方法；
• 具体工厂（ConcreteFactory）：生产具体的产品；
• 抽象产品（AbstractProduct）：所有产品的基类，提***品类的公共方法；
• 具体产品（ConcreteProduct）：具体的产品类。

（3）实例

Factory.h

#ifndef FACTORY_H
#define FACTORY_H
#include <iostream>
#include <string>

/********************************产品类***********************************/
//抽象产品类AbstractProduct(并非真正意义上的抽象类，含有纯虚函数才是抽象类)
class AbstractSportProduct
{
public:
	AbstractSportProduct(){}
	~AbstractSportProduct(){}
    
	//虚函数
	virtual void play(){}
};

//具体产品类Basketball
class Basketball :public AbstractSportProduct
{
public:
	Basketball(){}
	~Basketball(){}

	//具体实现方法
	void play();
};

//具体产品类Football
class Football :public AbstractSportProduct
{
public:
	Football(){}
	~Football(){}

	//具体实现方法
	void play();
};

/********************************工厂类***********************************/
//抽象工厂类
class AbstractFactory{
public:
	//纯虚函数
	virtual AbstractSportProduct *getSportProduct() = 0;
};

//具体工厂类BasketballFactory
class BasketballFactory:public AbstractFactory
{
public:
	BasketballFactory(){}
	~BasketballFactory(){}

	AbstractSportProduct *getSportProduct();
};

//具体工厂类FootballFactory
class FootballFactory:public AbstractFactory 
{
public:
	FootballFactory(){}
	~FootballFactory(){}

	AbstractSportProduct *getSportProduct();
};

#endif // FACTORY_H
           

Factory.cpp

#include "Factory.h"

/********************************产品类方法***********************************/
//Basketball方法
void Basketball::play(){
	printf("play Basketball\n");
}

//Football方法
void Football::play(){
	printf("play Football\n");
}

/********************************工厂类方法***********************************/
//BasketballFactory方法
AbstractSportProduct *BasketballFactory::getSportProduct()
{
	return new Basketball();
}

//FootballFactory方法
AbstractSportProduct *FootballFactory::getSportProduct()
{
	return new Football();
}
           

main.cpp

#include "Factory.h"

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
	AbstractSportProduct *pro = nullptr;
	AbstractFactory *fac = nullptr;

	fac = new BasketballFactory();
	pro = fac->getSportProduct();
	pro->play();

	fac = new FootballFactory();
	pro = fac->getSportProduct();
	pro->play();
    
    return 0;
}
           

输出结果：

（4）总结

如果想增加棒球（Baseball）类，只需要增加一个棒球工厂（BaseballFacory），然后在客户端代码中修改具体工厂类的类名，而原有的类的代码无需修改。由此可看到，相较简单工厂模式，工厂方法模式更加符合开闭原则。工厂方法是使用频率最高的设计模式之一，是很多开源框架和API类库的核心模式。

优点：

• 工厂方法用于创建客户所需产品，同时向客户隐藏某个具体产品类将被实例化的细节，用户只需关心所需产品对应的工厂；
• 工厂自主决定创建何种产品，并且创建过程封装在具体工厂对象内部，多态性设计是工厂方法模式的关键；
• 新加入产品时，无需修改原有代码，增强了系统的可扩展性，符合开闭原则。

缺点：

• 添加新产品时，需要同时添加新的产品工厂，系统中类的数量成对增加，增加了系统的复杂度，更多的类需要编译和运行，增加了系统的额外开销；
• 工厂和产品都引入了抽象层，客户端代码中均使用的抽象层，增加了系统的抽象层次和理解难度。