工厂模式

2023-02-24
作者 Reimilia
~3.82K 字

对象创建模式

通过”对象创建模式“绕开new，来避免对象创建new过程中所导致的紧耦合（依赖具体类），从而支持对象创建的稳定。它是接口抽象之后的第一步工作。

1.1 动机

在软件系统中，经常面临着创建对象的工作；由于需求的变化，需要创建的对象的具体类型经常变化

如何应对这种变化？如何绕过常规的对象创建方法(new)，提供一种”封装机制“来避免客户程序和这种”具体对象创建工作“的紧耦合？

1.2 讲解

class FileSplitter{
public:
	void split(){
        ...
    }    
};

// 拓展
class TxtSplitter{};
class PitureSplitter{};
class VideoSplitter{};

class MainForm : public Form{
public:
    void Button1_click(){
        FileSplitter* splitter = new FileSplitter();
        splitter->split();
    }
};

在上面的例子中，我们可以发现，如果我们要拓展的时候我们就必须修改MainForm中的第4行代码，因为第四行，依赖具体的类，这样如果要处理别的类时，我们就需要对MainForm进行修改，从而可能影响所有使用它的类。造成软件的不稳定和不可维护性

我们可以对各种Splitter进行抽象

class ISplitter{
public:
    virtual void split()=0;
    virtual ~ISplitter(){}
};

//具体类
class BinarySplitter : public ISplitter{};
// 以下为拓展
class TxtSplitter : public ISplitter{};
class PitureSplitter : public ISplitter{};
class VideoSplitter : public ISplitter{};

class MainForm : public Form{
public:
    void Button1_click(){
        ISplitter* splitter 
        	= new BinarySplitter();	//依赖具体类
        splitter->split();
    }
};

根据依赖倒置原则。虽然MainForm中的第4行虽然依赖抽象，但是此时第5行还是依赖具体类，此时MainForm的编译还是依赖BinarySplitter、TxtSplitter、PitureSplitter和VideoSplitter等具体类的存在

我们做如下处理

//抽象类
class SplitterFactory{
public:
    ISplitter* CreateSplitter(){
        return new BinarySplitter();
    }
};

class MainForm : public Form{
	SplitterFactory factory;
public:
    void Button1_click(){
        ISplitter* splitter = factory.CreateSplitter();
        splitter->split();
    }
};

但是此时MainForm依赖SplitterFactory，SplitterFactory依赖BinarySplitter，MainForm还是依赖一个具体的类BinarySplitter，如果我们改为对一个TxtSplitter进行处理，我们还是得对MainForm，SplitterFactory进行修改

所以我们应该对各种工厂进行一个抽象，如下图

// 工厂的抽象
class SplitterFactory{
public:
    virtual ISplitter* CreateSplitter()=0;
    virtual ~SplitterFactory(){}
}

class MainForm : public Form{
	SplitterFactory* factory;
public:
    void Button1_click(){
        ISplitter* splitter = factory->CreateSplitter();
        splitter->split();
    }
};

此时，MainForm代码中第5行等号左边依赖抽象类，等号右边也是依赖抽象类。CreateSplitter返回值创建的未来交给”未来“，可以是BinarySplitter，也可以是TxtSplitter等别的，而MainForm也不用进行改变

完善后

// 具体工厂
class BinarySplitterFacotry : public SplitterFactory{
public:
    virtual ISplitter* CreateSplitter(){
        return new BinarySplitter();
    }
};

class TxtSplitterFacotry : public SplitterFactory{
public:
    virtual ISplitter* CreateSplitter(){
        return new TxtSplitter();
    }
};

class VideoSplitterFacotry : public SplitterFactory{
public:
    virtual ISplitter* CreateSplitter(){
        return new VideoSplitter();
    }
};

class PictureSplitterFacotry : public SplitterFactory{
public:
    virtual ISplitter* CreateSplitter(){
        return new PictureSplitter();
    }
};

class MainForm : public Form{
	SplitterFactory* factory;
public:
	MainForm(SplitterFactory* factory){
		this->factory = factory;
	}

    void Button1_click(){
        ISplitter* splitter = factory->CreateSplitter();//多态new
        splitter->split();
    }
};

这样，this->factory的具体指向就是外部传进来的，例如BinaryFacotry或者别的，这样factory->CreateSplitter就是this->factory对应的CreateSplitter所返回的值。这样MainForm就稳定下来了。

设计模式不把问题消灭，而是转移问题到另一个地方。

1.3 模式定义

定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。Factory Method使得一个类的实例化延迟（目的：解耦合）到子类

1.4 结构

1.5 要点总结

Factory Method模式常用于隔离类对象的使用者和具体类型之间的耦合关系。面对一个经常变化的具体类型，紧耦合关系new会导致软件的脆弱
Factory Method模式通过面向对象的手法，将所要创建的具体对象工作延迟到子类，从而实现一种拓展（而非更改）的策略，较好地解决了紧耦合的问题
Factory Method模式解决”单个对象“的需求变化。缺点在于要求创建方法/参数相同

Reimilia