【c++设计模式03】创建型1：简单工厂模式（Simple Factory Pattern）

一、工厂模式
二、简单工厂模式
三、UML类图
四、demo
五、使用多态的简单工厂模式
- 1、UML类图——使用多态
- 2、demo——使用多态

原创作者：郑同学的笔记
原创地址：https://zhengjunxue.blog.csdn.net/article/details/132282650
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类型	序号	设计模式	描述
创建型	1	简单工厂模式（Simple Factory Pattern）	通过一个工厂类负责创建所有产品的实例
	2	工厂方法模式（Factory Pattern）	将对象的实例化延迟到子类中实现
	3	抽象工厂模式（Abstact Factory Pattern）	通过提供一组相关产品的接口，实现了一系列具体工厂类来创建不同产品族的实例
	4	单例模式（Singleton Pattern）	保证一个类只有一个实例
	5	创建者模式（Builder Pattern）	如何创建一个组合对象
	6	原型模式（Prototype Pattern）	它通过复制已有对象来创建新的实例

一、工厂模式

工厂模式是一种软件设计模式，它提供了一种创建对象的方式，将对象的实例化和使用分离开来。工厂模式通过定义一个公共的接口或抽象类来创建对象，并由实现该接口或继承该抽象类的具体工厂类负责实例化对象。
在工厂模式中，客户端通过调用工厂类的方法来获取所需的对象，而无需直接实例化对象。工厂类根据不同的需求条件，使用不同的逻辑或算法创建相应的对象，隐藏了对象创建的具体细节。
工厂模式可以有效地降低系统的耦合度，提高代码的可维护性和可扩展性。它符合面向对象设计原则中的开放封闭原则，即对扩展开放，对修改封闭。当需要新增一种产品时，只需添加相应的具体产品类和对应的工厂类，而无需修改已有的代码。
常见的工厂模式包括简单工厂模式、工厂方法模式和抽象工厂模式。
简单工厂模式通过一个工厂类负责创建所有产品的实例；
工厂方法模式将对象的实例化延迟到子类中实现；
抽象工厂模式通过提供一组相关产品的接口，实现了一系列具体工厂类来创建不同产品族的实例。

二、简单工厂模式

基于简单工厂模式去创建对象的时候，需要提供一个工厂类，专门用于生产需要的对象，这样关于对象的创建操作就被剥离出去了。

简单工厂模式相关类的创建和使用步骤如下：

创建一个新的类, 可以将这个类称之为工厂类。对于简单工厂模式来说，需要的工厂类只有一个。
在这个工厂类中添加一个公共的成员函数，通过这个函数来创建我们需要的对象，关于这个函数一般将其称之为工厂函数。
关于使用，首先创建一个工厂类对象，然后通过这个对象调用工厂函数，这样就可以生产出一个指定类型的实例对象了。

三、UML类图

在这里插入图片描述

四、demo

#include<iostream>
using namespace std;class Apple {
public:void say(){cout << "i am a Apple\n";}
};
class Banana {
public:void say(){cout << "i am a Banana\n";}
};enum class Type :char {APPLE,BANAN
};
class SimpleFactory {
public:void* createFruit(Type type) {void* ptr = nullptr;switch (type){case Type::APPLE:ptr = new Apple();break;case Type::BANAN:ptr = new Banana();break;default:cout << "水果类型错误\n";break;}return ptr;}
};int main()
{SimpleFactory* factory = new SimpleFactory();Apple* apple1 =(Apple*)factory->createFruit(Type::BANAN);apple1->say();Banana* banana1 = (Banana*)factory->createFruit(Type::APPLE);banana1->say();return 0;
}

输出

关于水果的类型，上面的类中用到了强类型枚举（C++11新特性），增强了代码的可读性，并且将枚举元素设置为了char类型，节省了内存。
函数createFruit(Type type)的返回值是void*类型，这样处理主要是因为每个case 语句创建出的对象类型是不一样的，为了实现兼容，故此这样处理。
得到函数createFruit(Type type)的返回值之后，还需要将其转换成实际的类型，处理起来还是比较繁琐的。

五、使用多态的简单工厂模式

类和类之间有继承关系。
父类中有虚函数，并且在子类中需要重写这些虚函数。
使用父类指针或引用指向子类对象。

1、UML类图——使用多态

我们需要给苹果、香蕉提供一个基类，然后让上边的2个类Apple、Banana作为子类继承这个基类。根据分析我们就有画出简单工厂模式的UML类图了：
在这里插入图片描述

2、demo——使用多态

由于水果和苹果、香蕉有继承关系，并且实现了多态，所以父类的析构函数也应该是虚函数，这样才能够通过父类指针或引用析构子类的对象。

#include<iostream>
using namespace std;class AbstractFruit {
public:virtual void say() {};virtual ~AbstractFruit() {};
};
class Apple: public AbstractFruit {
public:void say() override{cout << "i am a Apple\n";}
};
class Banana : public AbstractFruit {
public:void say(){cout << "i am a Banana\n";}
};enum class Type :char {APPLE,BANAN
};
class SimpleFactory {
public:AbstractFruit* createFruit(Type type) {AbstractFruit* ptr = nullptr;switch (type){case Type::APPLE:ptr = new Apple;break;case Type::BANAN:ptr = new Banana();break;default:cout << "水果类型错误\n";break;}return ptr;}
};int main()
{SimpleFactory* factory = new SimpleFactory();AbstractFruit* obj = factory->createFruit(Type::BANAN);obj->say();return 0;
}