C++实现简单工厂模式-设计模式系列1

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简单工厂的定义

提供一个创建对象实例的功能,而无须关心其具体实现。被创建的实例的类型可以是接口、抽象类,也可以是具体类。

应用简单工厂来解决问题的思路

如需求:不能让模块外部知道模块内部的具体实现,但是模块内部可以知道具体类实现,并且创建接口是需要具体实现类。 那么,干脆在模块内部新建一个类,在这个类里面来创建接口,然后把创建好的接口返回,这样,外部就只需要根据这个类来获取相应的接口对象,然后就可以操作接口定义的方法。这样的对象称为简单工厂,就叫它 Factory 吧。

#include <iostream>
#include <memory>

/**
 * 接口的定义,该接口可以通过简单工厂来创建
 */ 
class Interface {
public:
    virtual void operation(std::string s) = 0;
    virtual ~Interface() {}  
};

/**
 * 接口的具体实现对象A
 */ 
class ImplA : public Interface {
public:
    void operation(std::string s) override
    {
        std::cout << "ImplA: " << s << std::endl;
    }
};

/**
 * 接口的具体实现对象B
 */
class ImplB : public Interface {
public:
    void operation(std::string s) override
    {
        std::cout << "ImplB: " << s << std::endl;
    }
};

class Factory {
public:
    enum Type {
        ATYPE,  // 对象A类型
        BTYPE,  // 对象B类型
    };
    
    /**
     * 静态方法可以不需要创建实例对象使用,用智能指针可不用担心内存泄漏
     */ 
    static std::shared_ptr<Interface> createInterface(Type type)
    {
        std::shared_ptr<Interface> ptr;
        if (type == ATYPE)
            ptr.reset(new ImplA());
        else if (type == BTYPE)
            ptr.reset(new ImplB());
        return ptr;
    }
};

void test()
{
    std::shared_ptr<Interface> ptr = Factory::createInterface(Factory::ATYPE);
    ptr->operation("test");
    ptr = Factory::createInterface(Factory::BTYPE);
    ptr->operation("test");
}

int main(int argc, char** argv) 
{
    test();
    return 0;
}

输出结果

ImplA: test
ImplB: test

简单工厂分析

简单工厂的方法大多是用来创建接口的,但是仔细分析就会发现,真正能实现功能的是具体的实现类,这些实现类是已经做好的,并不是真的要靠简单工厂来创建出来的,简单工厂的方法无外乎就是:实现了选择一个合适的实现类使用。 所以说简单工厂的内部主要功能是选择合适的实现类来创建实例对象。既然要实现选择,那么就需要选择的条件或者选择的参数,选择条件或者参数必须传入简单工厂的创建方法中。

简单工厂优缺点

优点

  • 帮助封装 简单工厂虽然很简单,但是非常友好的帮助我们实现了组件的封装,然后让组件外部能真正面向接口编程。
  • 解耦 通过简单工厂,实现了客户端和具体实现类的解耦。如上面的例子,客户端只是通过工厂获取它需要的接口对象。

缺点

  • 可能增加客户端的复杂度 通过参数来选择具体的实现类,那么就必须让客户端能理解各个参数所代表的具体功能和含义,这样会增加客户端使用的难度,也部分暴露了内部实现。
  • 不方便扩展子工厂 私有化简单工厂的构造方法,使用静态方法来创建接口,不过,继续添加其他子工厂需要修改 Factory 创建接口,不方便扩展。