C++工廠方法之對象創(chuàng)建型模式詳解

更新時(shí)間：2022年03月11日 09:47:56 作者：早睡身體好hh

這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了C++對象創(chuàng)建型模式，文中示例代碼介紹的非常詳細(xì)，具有一定的參考價(jià)值，感興趣的小伙伴們可以參考一下，希望能夠給你帶來幫助

1.代碼示例

工廠方法模式，簡稱工廠模式或者多態(tài)工廠模式。與簡單工廠模式相比，引入了更多的新類，靈活性更強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)也更加復(fù)雜。符合開閉原則，付出的代價(jià)是需要新增加多個(gè)新的工廠類。

如下，M_UndeadFactory、M_ElementFactory、M_MechanicFactory 類有一個(gè)共同的父類 M_ParFactory（工廠抽象類）。

M_ParFactory 類中的 createMonster 成員函數(shù)其實(shí)就是個(gè)工廠方法，工廠方法模式的名字也是由此而來。

#include <iostream>
using namespace std;
// 怪物父類
class Monster
{
public:
	// 構(gòu)造函數(shù)
	Monster(int life, int magic, int attack) : m_life(life), m_magic(magic), m_attack(attack) {}
	virtual ~Monster() {} // 父類的析構(gòu)函數(shù)應(yīng)該為虛函數(shù)
protected: // 可能被子類訪問的成員，所以用protected修飾
	int m_life; // 生命值
	int m_magic; // 魔法值
	int m_attack; // 攻擊力
};
// 亡靈類怪物
class M_Undead : public Monster
{
public:
	// 構(gòu)造函數(shù)
	M_Undead(int life, int magic, int attack) : Monster(life, magic, attack)
	{
		cout << "一個(gè)亡靈類怪物來到了這個(gè)世界" << endl;
	}
	// 其他代碼略
};
// 元素類怪物
class M_Element : public Monster
{
public:
	// 構(gòu)造函數(shù)
	M_Element(int life, int magic, int attack) : Monster(life, magic, attack)
	{
		cout << "一個(gè)元素類怪物來到了這個(gè)世界" << endl;
	}
	// 其他代碼略
};
// 機(jī)械類怪物
class M_Mechanic : public Monster
{
public:
	// 構(gòu)造函數(shù)
	M_Mechanic(int life, int magic, int attack) : Monster(life, magic, attack)
	{
		cout << "一個(gè)機(jī)械類怪物來到了這個(gè)世界" << endl;
	}
	// 其他代碼略
};
// 所有工廠類的父類
class M_ParFactory
{
public:
	virtual Monster* createMonster() = 0; // 具體實(shí)現(xiàn)在子類中進(jìn)行
	virtual ~M_ParFactory() {} // 父類的析構(gòu)函數(shù)應(yīng)該為虛函數(shù)
};
// M_Undead怪物類型的工廠，生產(chǎn)M_Undead類型怪物
class M_UndeadFactory : public M_ParFactory
{
public:
	virtual Monster* createMonster()
	{
		Monster *ptmp = new M_Undead(300, 50, 80); // 創(chuàng)建亡靈類怪物
		//這里可以增加一些其他業(yè)務(wù)代碼
		return ptmp;
	}
};
// M_Element怪物類型的工廠，生產(chǎn)M_Element類型怪物
class M_ElementFactory : public M_ParFactory
{
public:
	virtual Monster* createMonster()
	{
		return new M_Element(200, 80, 100); // 創(chuàng)建元素類怪物
	}
};
// M_Mechanic怪物類型的工廠，生產(chǎn)M_Mechanic類型怪物
class M_MechanicFactory : public M_ParFactory
{
public:
	virtual Monster* createMonster()
	{
		return new M_Mechanic(400, 0, 110); // 創(chuàng)建機(jī)械類怪物
	}
};
// 全局函數(shù)：用于創(chuàng)建怪物對象
// 注意：形參的類型是工廠父類類型的指針，返回類型是怪物父類類型的指針
Monster* Gbl_CreateMonster(M_ParFactory* factory)
{
	return factory->createMonster();
	// createMonster虛函數(shù)扮演了多態(tài)new的行為，factory指向的具體怪物工廠類不同，創(chuàng)建的怪物對象也不同
}
int main()
{
	M_ParFactory* p_ud_fy = new M_UndeadFactory(); // 多態(tài)工廠，注意指針類型
	Monster* pM1 = Gbl_CreateMonster(p_ud_fy); // 產(chǎn)生了一只亡靈類怪物，也是多態(tài)，注意返回類型
	// 當(dāng)然，這里也可以直接寫成 Monster *pM1 = p_ud_fy->createMonster();
	M_ParFactory* p_elm_fy = new M_ElementFactory();
	Monster *pM2 = Gbl_CreateMonster(p_elm_fy); // 產(chǎn)生了一只元素類怪物
	M_ParFactory* p_mec_fy = new M_MechanicFactory();
	Monster* pM3 = Gbl_CreateMonster(p_mec_fy); // 產(chǎn)生了一只機(jī)械類怪物
	// 釋放工廠
	delete p_ud_fy;
	delete p_elm_fy;
	delete p_mec_fy;
	// 釋放怪物
	delete pM1;
	delete pM2;
	delete pM3;
	return 0;
}

簡單工廠模式把創(chuàng)建對象這件事放到了一個(gè)統(tǒng)一的地方來處理，彈性比較差。而工廠方法模式相當(dāng)于建立了一個(gè)程序?qū)崿F(xiàn)框架，從而讓子類來決定對象如何創(chuàng)建。

工廠方法模式往往需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)與產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)（層次）相同的工廠等級(jí)結(jié)構(gòu)，這也增加了新類的層次結(jié)構(gòu)和數(shù)目。

如果不想創(chuàng)建太多工廠類，又想封裝變化，則可以創(chuàng)建怪物工廠子類模板。

#include <iostream>
using namespace std;
// 怪物父類
class Monster
{
public:
	// 構(gòu)造函數(shù)
	Monster(int life, int magic, int attack) : m_life(life), m_magic(magic), m_attack(attack) {}
	virtual ~Monster() {} // 父類的析構(gòu)函數(shù)應(yīng)該為虛函數(shù)
protected: // 可能被子類訪問的成員，所以用protected修飾
	int m_life; // 生命值
	int m_magic; // 魔法值
	int m_attack; // 攻擊力
};
// 亡靈類怪物
class M_Undead : public Monster
{
public:
	// 構(gòu)造函數(shù)
	M_Undead(int life, int magic, int attack) : Monster(life, magic, attack)
	{
		cout << "一個(gè)亡靈類怪物來到了這個(gè)世界" << endl;
	}
	// 其他代碼略
};
// 元素類怪物
class M_Element : public Monster
{
public:
	// 構(gòu)造函數(shù)
	M_Element(int life, int magic, int attack) : Monster(life, magic, attack)
	{
		cout << "一個(gè)元素類怪物來到了這個(gè)世界" << endl;
	}
	// 其他代碼略
};
// 機(jī)械類怪物
class M_Mechanic : public Monster
{
public:
	// 構(gòu)造函數(shù)
	M_Mechanic(int life, int magic, int attack) : Monster(life, magic, attack)
	{
		cout << "一個(gè)機(jī)械類怪物來到了這個(gè)世界" << endl;
	}
	// 其他代碼略
};
// 所有工廠類的父類
class M_ParFactory
{
public:
	virtual Monster* createMonster() = 0; // 具體實(shí)現(xiàn)在子類中進(jìn)行
	virtual ~M_ParFactory() {} // 父類的析構(gòu)函數(shù)應(yīng)該為虛函數(shù)
};
template <typename T>
class M_ChildFactory :public M_ParFactory
{
public:
	virtual Monster* createMonster()
	{
		return new T(300, 50, 80); //如果需要不同的值則可以通過createMonster的形參將值傳遞進(jìn)來
	}
};
int main()
{
	M_ChildFactory<M_Undead> myFactory;
	Monster* pM10 = myFactory.createMonster();
	// 釋放資源
	delete pM10;
	getchar();
	return 0;
}

UML 如下：

在這里插入圖片描述

2.工廠方法模式的定義（實(shí)現(xiàn)意圖）

定義一個(gè)用于創(chuàng)建對象的接口（M_ParFactory類中的createMonster成員函數(shù)），由子類（M_UndeadFactory、M_ElementFactory、M_MechanicFactory）決定要實(shí)例化的類是哪一個(gè)。該模式使得某個(gè)類（M_Undead、M_Element、M_Mechanic）的實(shí)例化延遲到子類（M_UndeadFactory、M_ElementFactory、M_MechanicFactory）。

一般可以認(rèn)為，將簡單工廠模式的代碼經(jīng)過把工廠類進(jìn)行抽象改造成符合開閉原則后的代碼，就變成了工廠方法模式的代碼。