（创建模式上）设计模式——工厂、抽象工厂 C++/Python3实现

简介

设计模式是为了解决一些出现的问题设计的解决方案。是长时间经验的总结，是根据不同问题从而提出并且实践出来的解决办法。使用不同的设计模式可以解决不同的问题。
设计模式可以分为三种大类别：分别是创建型模式、结构型模式、行为型模式。

在开发中，假设不使用设计模式，可能会造成耦合度过高，会造成一定的代码冗余，而且可能会影响后续的开发进程；合理的使用适合的设计模式会提高整体的灵活性，降低后续的维护成本。

创建型模式顾名思义是处理对象创建的设计模式，降低复杂度，创建复杂对象时使用。

工厂模式

在类中实现一个接口创建指定对象，使一个类的实例化延迟到了子类。简单来说把类的创建都封装起来，只需要调用一个子类方法就可以实现类的创建，并不会暴露创建类的逻辑。

以下为一个工厂类的实例：
python代码如下：

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class Factory:def getFruit(self, name, color, taste ):if name == 'apple':return Apple(color,taste)class Fruit:def __init__(self):print("水果类初始化")def get_color(self):return self.colordef get_taste(self):return self.tasteclass Apple(Fruit):def __init__(self,color,taste):print("苹果初始化")self.color = colorself.taste = tasteclass Banana(Fruit):def __init__(self,color,taste):print("香蕉初始化")self.color = colorself.taste = tasteif __name__ == '__main__':factory = Factory()appleClass = factory.getFruit("apple", "green", "sweet")print('苹果的颜色',appleClass.get_color(),'苹果的味道',appleClass.get_taste())

C++代码如下：

//原创不易，多多支持
//Blog：https://me.csdn.net/A757291228#include <iostream>
using namespace std;class Fruit {public:string color;string taste;Fruit() {}
};class Apple : public Fruit {public:Apple(string color, string taste) {this->color = color;this->taste = taste;cout << "苹果类创建"<< endl;}
};class Factory {public:Fruit* getFruit(string name, string color, string taste){if (name == "apple") {return new Apple(color, taste);}}
};int main(){Factory* factory = new Factory();Fruit* apple=factory->getFruit("apple", "红","甜的");cout << "苹果的味道"<< apple ->color<< endl;
}

从以上代码实例可以看出，每次新建类，只需要知道类的特定标号，或者说特定的名称即可，不需要关心类的实现逻辑，在一定程度上减少了代码冗余，减少了重复做功；但是，也暴露了一个问题：每次要新增一个类，都需要在工厂类中去实现逻辑，也增强了之间的耦合度，所有的类的创建都给了一个工厂去进行，当你的类的种类繁多时，你的代码会显得臃肿不堪，所以设计模式需要考量当前项目需求是否符合此模式再进行使用。

抽象工厂模式

单独的一个工厂去创建所有类型的类会显得这个工厂臃肿不堪，那么创建多个工厂不就ok了？每个工厂都做一种类别的事情。就像上班一样，有前端后端、UI、运维一样，每个人都分工合作，这样就很有调理了。

抽象工厂很好的解决了这个问题。以下为抽象工厂示例代码。
以下代码从以上的示例代码基础上，增加了绘制；

根据上面代码进行修改，我们定义几个食物基类Food；定义其它几个类别，例如水果、主食以及蔬菜，这是几种不同类别的食物。再定3个工厂，分别用来处理不同的食物，这样就不用担心所有的类都放一个工厂进行处理了，最后再定义一个抽象工厂类，这个类对所有的工厂进行一个统一封装，这样就实现了抽象工厂类。

python代码：

#抽象工厂，主工厂
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class MainFactory:def getFactory(self,factory_name):if factory_name=='Fruit':return FruitFactory()elif factory_name=='Vegetables':return VegetablesFactory()elif factory_name=='Staple':return StapleFactory()
#工厂类
class FruitFactory:def getFruit(self, name, color, taste ):if name == 'apple':return Apple(color,taste)
class VegetablesFactory:def getFruit(self, name, color, taste ):if name == 'carrot':return Carrot(color,taste)
class StapleFactory:def getFruit(self, name, color, taste ):if name == 'rice':return Rice(color,taste)#Food 基类
class Food:def __init__(self,taste):print("食物类初始化")self.taste = taste
#水果主食和蔬菜三个基类            
class Fruit(Food):def __init__(self):print("水果类初始化")def get_color(self):return self.colordef get_taste(self):return self.tasteclass Vegetables(Food):def __init__(self):print("蔬菜类初始化")def get_color(self):return self.colordef get_taste(self):return self.tasteclass Staple(Food):def __init__(self):print("主食类初始化")def get_color(self):return self.colordef get_taste(self): return self.taste
#具体类别        
class Apple(Fruit):def __init__(self,color,taste):print("苹果初始化")self.color = colorself.taste = taste
class Rice(Staple):def __init__(self,color,taste):print("米饭初始化")self.color = colorself.taste = tasteclass Carrot(Vegetables):def __init__(self,color,taste):print("红萝卜初始化")self.color = colorself.taste = tasteif __name__ == '__main__':mainFactory = MainFactory()fruitFactory=mainFactory.getFactory('Fruit')apple=fruitFactory.getFruit("apple", "green", "sweet")print('苹果的颜色：',apple.color,'苹果的口味：',apple.taste)

C++实现：

#include <iostream>
using namespace std;
//原创不易，多多支持
//Blog：https://me.csdn.net/A757291228//食物基类
class Food {
public:string color;string taste;Food() {}
};//三个类别
class Fruit :public Food {
public:Fruit() {}
};class Vegetables :public Food {
public:Vegetables() {}
};class Staple :public Food {
public:Staple() {}
};
//三个具体类
class Apple : public Fruit {
public:Apple(string color, string taste) {this->color = color;this->taste = taste;cout << "苹果类创建" << endl;}
};class Rice : public Staple {
public:Rice(string color, string taste) {this->color = color;this->taste = taste;cout << "苹果类创建" << endl;}
};class Carrot : public Vegetables {
public:Carrot(string color, string taste) {this->color = color;this->taste = taste;cout << "苹果类创建" << endl;}
};//工厂基类
class Factory {
public:virtual Food* getFood(){}
};
//具体工厂类
class FruitFactory {
public:Food* getFood(string name, string color, string taste){if (name == "apple") {return new Apple(color, taste);}}
};
class StapleFactory {
public:Food* getFood(string name, string color, string taste){if (name == "apple") {return new Apple(color, taste);}}
};
class VegetablesFactory {
public:Fruit* getFood(string name, string color, string taste){if (name == "apple") {return new Apple(color, taste);}}
};
//主工厂，抽象工厂
class MainFactory {
public:FruitFactory* getFactory(string factory_name){if (factory_name == "Fruit") {return new FruitFactory();}}
};int main() {MainFactory* main_factory = new MainFactory();FruitFactory* fruit = main_factory->getFactory("Fruit");Food* apple = fruit->getFood("apple", "红", "甜甜的");cout << "苹果的味道" << apple->taste << endl;
}