【C/C++ 设计模式】（六）工厂方法模式（Factory Method）

• 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？

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，手段：虚函数）到子类。

现在我们程序要完成一个分割功能，而分割的对象具有多种，例如：二进制分割、文本分割、图片分割、视频分割等。如果我们没用工厂方法模式，代码如下：

MainForm.h

class MainForm
{
public:
	void Button1_Click(){       
		ISplitter * splitter=
            new BinarySplitter();//依赖具体类 （需要什么类型将改类型new出来）       
        splitter->split();
	}
};

ISplitter.h

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

class BinarySplitter : public ISplitter{
    // 完成相应功能
};

class TxtSplitter: public ISplitter{
    
};

class PictureSplitter: public ISplitter{
    
};

class VideoSplitter: public ISplitter{
    
};

这时候我们发现，如果想要更改其分割类型，需要进入更改new对象，这样违反了六大原则的开放封闭原则。要不就要创建多个MainForm类，显得复杂麻烦。

通过上面定义我们知道，我们要创建一个接口，让传入子类决定实例化哪一个类。这时候就需要将new操作进行一个封装，即通过虚函数实现一个多态new。代码如下：

MainForm.h

class MainForm 
{
    SplitterFactory*  factory;//工厂 将new进行封装

public:    
    MainForm(SplitterFactory*  factory){  //暴露一个接口接收参数
        this->factory=factory;
    }    
	void Button1_Click(){  
		ISplitter * splitter=
            factory->CreateSplitter(); //多态new
        splitter->split();

	}
};

SplitterFactory.h

//抽象类
class ISplitter{
public:
    virtual void split()=0;
    virtual ~ISplitter(){}
};
//工厂基类
class SplitterFactory{
public:
    virtual ISplitter* CreateSplitter()=0;
    virtual ~SplitterFactory(){}
};

ISplitter.h

//具体类
class BinarySplitter : public ISplitter{
    
};

class TxtSplitter: public ISplitter{
    
};

class PictureSplitter: public ISplitter{
    
};

class VideoSplitter: public ISplitter{
    
};

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

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

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

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

通过观察上面代码，我们对结构进行划分总结，如下图所示：

其中，蓝色是稳定的；紫色是变化的。

• Factory Method模式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，从而实现一种扩展（而非更改）的策略，较好地解决了这种紧耦合关系。
• 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