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設計模式之FactoryMethod模式

FactoryMethod模式屬于23種設計模式中的創建型模式，解決的是如何“new”的問題。

引例：
還是先從簡單的例子入手FactoryMethod模式吧，現在需要一個汽車測試的環境來對汽車進行測試，我們很容易會這樣設計

//////////////////////////////////////////////
2

//汽車類
3

class Car
4

{
5

public:
6

void Startup(){}
7

void Run() {}
8

void Turn() {}
9

void Stop() {}
10

};
11

//////////////////////////////////////////////
13

//汽車測試環境
14

class CarTestFramework
15

{
16

public:
17

void DoTest()
18

{
19

Car* car = new Car();
20

car->Startup();
21

car->Run();
22

car->Turn();
23

car->Stop();
24

}
25

};

非常簡單的設計，但是存在問題，如果我們要對紅旗車，東風車進行測試，那么怎么辦？
有了之前那些模式的經驗，再回想下面向對象的特性。。。
“多態”！將Car設計成為一個抽象類，DoTest里全部使用抽象類的指針來操作，那不就可以應對不同類型的汽車了嗎？
于是有了以下的代碼：（注意DoTest的參數，這樣使用才可以讓用戶指定車輛的類型）

//////////////////////////////////////////////

//抽象汽車類

class AbstractCar

{

public:

virtual void Startup() = 0;

virtual void Run() = 0;

virtual void Turn() = 0;

virtual void Stop() =0;

};

//////////////////////////////////////////////

//具體汽車類——紅旗車

class HongqiCar : public AbstractCar

{

public:

//具體實現抽象汽車類的四個方法

};

//////////////////////////////////////////////

//汽車測試環境

class CarTestFramework

{

public:

void DoTest(AbstractCar* car)

{

car->Startup();

car->Run();

car->Turn();

car->Stop();

}

};

到此為止的設計其實還是不錯的，能夠應對不同類型的汽車變化，如果增加了新的汽車類型也完全不用修改現有代碼，只需要增加代碼就可以了
但如果測試車輛不止一輛怎么辦？以上設計的缺陷就在于DoTest的參數，參數的個數對應于測試車輛的數量，測試數量不確定是很正常的事情。
再想想面向對象有什么特性。。。“封裝”！用一個類專門用來封裝汽車的創建就搞定這個問題了嘛！這個類起個特別的名字就是“工廠類”。

動機：
軟件系統中，我們經常面對“某個對象”的創建工作；由于需求的變化，這個對象經常面臨劇烈的變化，但他有相對穩定的接口。
為了抵抗這種變化，提出“封裝變化點”的思想，采用“封裝”機制將其“變化部分”隔離出來，從而保證“其他依賴該對象的對象”不隨需求變化而變化。

意圖：
定義一個用于創建對象的接口，讓子類決定實例化哪個類。Factory Method使得一個類的實例化延遲到子類。（GoF23）

設計思路：
還是先看看UML圖

如果只看左邊的Product和ConcreteProduct部分，那么這就是我們的第2種設計方案。
FatoryMethod在Product和ConcreteProduct的基礎上加上了Creator和ConcreteCreator，分別就是Factory和ConcreteFactory。Factory有個非常重要的函數CreateProduct()（就是圖中的AnOperation），它將對象的創建工作封裝了起來。

總結：
1.OO的“多態”。大部分的設計模式都會體現出OO的這個原則，他的作用就是“推遲實現”，將一個類的實例化推遲到子類，從而解決不同類型對象的創建問題。
2.OO的“封裝”。工廠方法另一個重要思想，工廠類把創建工作封裝起來，這樣用戶就可以多次使用，解決了同時創建多個對象的問題。
3.工廠方法和抽象工廠的區別：其實抽象工廠模式可以看作工廠模式的一個特例。工廠模式在工廠類中只創建一種類型的對象，如果在工廠類中擁有創建多種類型的對象的方法（比如創建引擎，創建車門，創建車燈。。。）那其實不就是之前討論的抽象工廠模式嘛？
4.當我們創建一系列有繼承關系的類時都可以考慮使用工廠方法。回想之前項目中使用的Ogre，工廠方法使用非常廣泛，幾乎所有對象都不是new出來的，Ogre提供了許許多多的CreateXX方法。

自己做的示例代碼，僅供參考：
AbstractFactory.h

#pragma once
2

#include "AbstractCar.h"
3

class AbstractCarFactory
5

{
6

public:
7

virtual AbstractCar* CreateCar() = 0;
8

};

AbstractCar.h

#pragma once
2

class AbstractCar
4

{
5

public:
6

virtual void Startup() = 0;
7

virtual void Run() = 0;
8

virtual void Turn() = 0;
9

virtual void Stop() = 0;
10

};
11

HongqiCarFactory.h

#pragma once
2

#include "AbstractCarFactory.h"
3

#include "HongqiCar.h"
4

class HongqiCarFactory :public AbstractCarFactory
6

{
7

public:
8

virtual AbstractCar* CreateCar()
9

{
10

return new HongqiCar();
11

}
12

};
13

HongqiCar.h

#pragma once
2

#include "AbstractCar.h"
3

#include <iostream>
4

using namespace std;
5

class HongqiCar : public AbstractCar
7

{
8

public:
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

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
2

// FactoryMethodTest for Factory Method Test
3

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
4

#include "stdafx.h"
6

#include "AbstractCar.h"
7

#include "AbstractCarFactory.h"
8

#include "HongqiCar.h"
9

#include "HongqiCarFactory.h"
10

#include <iostream>
11

using namespace std;
12

class CarTestFramework
15

{
16

public:
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

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

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
37

{
38

CarTestFramework* carTestFramework = new CarTestFramework();
39

cout<<"Test the HongqiCar"<<endl;
40

carTestFramework->DoTest(new HongqiCarFactory());
41

return 0;
43

}
44

posted on 2009-04-08 20:58 Alex@VCC 閱讀(1777) 評論(7) 編輯收藏引用所屬分類: 設計模式

謝謝大家的關注，這些隨筆全是我在學習后的一些整理，如果能為大家的學習和工作帶來幫助我實在太開心了。
有時間的話我會陸續整理其他的一些模式。

學習設計模式關鍵是如何應用，鄙人才疏學淺，還望大家多多交流回復更多評論

# re: 設計模式之FactoryMethod模式 2009-04-12 11:12 caoji

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

看看這篇是否有啟發。

國內寫設計模式的都太拘泥GOF的東西，其實世界很大的。

有空再看看loki吧。回復更多評論

# re: 設計模式之FactoryMethod模式 2009-04-12 20:42 Alex@VCC

@caoji
我不是寫設計模式，只是做一些學習筆記罷了，呵呵
GOF應該說還是比較經典的，對我們這些剛接觸設計模式的人來說算是一個比較好的起點吧。設計模式雖然說有著各種各樣的模式，但最重要的還是當中面向對象的思想，我覺得這點比死記各種模式重要多了

你的那篇我仔細拜讀過了，使用函數指針也是不錯的方法:) 回復更多評論

# re: 設計模式之FactoryMethod模式 2009-04-13 08:51 caoji

GOF成書大概在1995年左右。GOF也只是提出了想法，并沒有具體的編碼實現。

此后十來年C++的發展是非常迅速的。Boost就是一例。但是boost不好懂，不花大量時間在泛型編程上，研究boost并沒有實際意義。

我建議是拿來主義，像boost、loki這樣的庫，用就可以了。

但是設計模式應用非常廣泛。應該說C++還是老了些。許多新的語言特征都沒有。以至于搞個工廠模式還要用函數指針。

設計模式的層次要高于面向對象，它教你怎么組織對象。具體問題要具體分析。我還是挺支持設計模式的回復更多評論

# re: 設計模式之FactoryMethod模式 2009-04-14 11:09 yleesun

希望繼續更新設計模式其他的模式心得。回復更多評論

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# re: 設計模式之FactoryMethod模式 2009-04-12 20:42 Alex@VCC

# re: 設計模式之FactoryMethod模式 2009-04-13 08:51 caoji

# re: 設計模式之FactoryMethod模式 2009-04-14 11:09 yleesun

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