设计模式学习笔记：factory method(工厂方法)

工厂方法是一种对象创建型模式，它的目的是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，可以使一个类的实例化延迟到子类。
适用场景
        工厂方法适用于一下几种情况：
        1）当一个类不知道它所必须创建的对象的类的时候；
        2）当一个类希望由它的子类来指定它所创建的对象的时候；
        3）当类将创建对象的职责委托给多个帮助子类中的一个；
模式结构
        下面我们来看一下工厂方法的模式结构以便对其有一个全局的了解，如图所示：





参与者
        很显然，从上面的模式结构中我们可以看出工厂方法主要有4个主要参与者。
        1）Product
        定义工厂方法所创建对象的接口。
        2）concreteProduct
        实现对象创建的接口。
        3）Creator
        声明工厂方法以返回Product对象，也可以定义缺省的实现，返回一个缺省的ConcreteProduct对象，另外在Creator中也可以调用工厂方法以创建一个Product对象，稍后在代码中有体现，具体主要GetProduct()方法和CreateProduct()方法。
        4）ConcreteCreator
        重定义CreateProduct()方法返回一个具体的ConcreteProduct实例。
        另外，Creator如果想创建一个具体的ConcreteProduct实例，则依赖于它的子类，如ConcreteCreator，这样就造成一个潜在的问题--可能仅为了创建适当的Product对象而被迫创建Creator类的子类，在C++中的一种解决方案是使用模板。
实现
        下面通过代码实现上述工厂方法，类中具体的操作与上图有出入，主要为体现这种思想--延迟创建。
        首先是各类的声明以及继承体系：

[cpp] //factory.h  
#ifndef FACTORY_H  
#define FACTORY_H  

class Product
{
};

class Creator
{
public:
    Creator():m_pProduct(nullptr){};
    Product* GetProduct();
    virtual Product* CreateProduct()=0;
private:
    Product *m_pProduct;
};

/*针对上述潜在问题，这里提供一种解决方案
*1）提供一个Creator类的模板子类，用Product类作为模板参数
*2）这样做可以减少类的创建
*/
  
template <class TheProduct>
class StandardCreator:public Creator
{
public:
    virtual Product* CreateProduct();
};
                                                                  
template <typename TheProduct>
Product* StandardCreator<TheProduct>::CreateProduct()
{
    return new TheProduct();
}
#endif
//factory.h
#ifndef FACTORY_H
#define FACTORY_H
class Product
{
};
class Creator
{
public:
    Creator():m_pProduct(nullptr){};
    Product* GetProduct();
    virtual Product* CreateProduct()=0;
private:
    Product *m_pProduct;
};
/*针对上述潜在问题，这里提供一种解决方案
*1）提供一个Creator类的模板子类，用Product类作为模板参数
*2）这样做可以减少类的创建
*/

template <class TheProduct>
class StandardCreator:public Creator
{
public:
    virtual Product* CreateProduct();
};
                                                                
template <typename TheProduct>
Product* StandardCreator<TheProduct>::CreateProduct()
{
    return new TheProduct();
}
#endif

然后是简单的实现：
[cpp] //factory.cpp  
#include "factory.h"  
#include <iostream>  

using namespace std;

Product* Creator::GetProduct()
{
    if (nullptr == m_pProduct)
    {
        m_pProduct = CreateProduct();
    }
    return m_pProduct;
}
//factory.cpp
#include "factory.h"
#include <iostream>
using namespace std;
Product* Creator::GetProduct()
{
    if (nullptr == m_pProduct)
    {
        m_pProduct = CreateProduct();
    }
    return m_pProduct;
}

最后是测试代码：

[cpp] //test.cpp  
#include "factory.h"  
#include <iostream>  

using namespace std;

//客户只需提供不同的产品类，便可以使用统一的方法创建产品。  
class MyProduct:public Product
{
public:
    MyProduct()
    {
        cout << "MyProduct has been constructed!" << endl;
    }
};

class YourProduct:public Product
{
public:
    YourProduct()
    {
        cout << "YourProduct has been constructed!" << endl;
    }
};

class OurProduct:public Product
{
public:
    OurProduct()
    {
        cout << "OurProduct has been constructed!" << endl;
    }
};

int main()
{
    StandardCreator<OurProduct> ourCreator;
    Product *pProduct = ourCreator.GetProduct();
    StandardCreator<MyProduct> myCreator;
    pProduct = myCreator.GetProduct();
    StandardCreator<YourProduct> yourCreator;
    pProduct = yourCreator.GetProduct();

    char ch = getchar();
    return 1;
}
//test.cpp
#include "factory.h"
#include <iostream>
using namespace std;
//客户只需提供不同的产品类，便可以使用统一的方法创建产品。
class MyProduct:public Product
{
public:
    MyProduct()
    {
        cout << "MyProduct has been constructed!" << endl;
    }
};
class YourProduct:public Product
{
public:
    YourProduct()
    {
        cout << "YourProduct has been constructed!" << endl;
    }
};
class OurProduct:public Product
{
public:
    OurProduct()
    {
        cout << "OurProduct has been constructed!" << endl;
    }
};
int main()
{
    StandardCreator<OurProduct> ourCreator;
    Product *pProduct = ourCreator.GetProduct();
    StandardCreator<MyProduct> myCreator;
    pProduct = myCreator.GetProduct();
    StandardCreator<YourProduct> yourCreator;
    pProduct = yourCreator.GetProduct();
    char ch = getchar();
    return 1;
}

下面是测试效果：www.atcpu.com