设计模式之FactoryMethod模式

设计模式之FactoryMethod模式

FactoryMethod模式属于23种设计模式中的创建型模式，解决的是如何“new”的问题。

引例：
还是先从简单的例子入手FactoryMethod模式吧，现在需要一个汽车测试的环境来对汽车进行测试，我们很容易会这样设计

 1 /**/ //////////////////////////////////////////////
 2 // 汽车类
 3 class  Car
 4 {
 5public:
 6    void Startup(){}
 7    void Run() {}
 8    void Turn() {}
 9    void Stop() {}
10} ;
11
12 /**/ //////////////////////////////////////////////
13 // 汽车测试环境
14 class  CarTestFramework
15 {
16public:
17    void DoTest()
18    {
19        Car* car = new Car();
20        car->Startup();
21        car->Run();
22        car->Turn();
23        car->Stop();
24    }
25} ;

非常简单的设计，但是存在问题，如果我们要对红旗车，东风车进行测试，那么怎么办？
有了之前那些模式的经验，再回想下面向对象的特性。。。
“多态”！将Car设计成为一个抽象类，DoTest里全部使用抽象类的指针来操作，那不就可以应对不同类型的汽车了吗？
于是有了以下的代码：（注意DoTest的参数，这样使用才可以让用户指定车辆的类型）

/**/ //////////////////////////////////////////////
// 抽象汽车类
class  AbstractCar
{
public:
    virtual void Startup() = 0;
    virtual void Run() = 0;
    virtual void Turn() = 0;
    virtual void Stop() =0;
} ;

/**/ //////////////////////////////////////////////
// 具体汽车类——红旗车
class  HongqiCar :  public  AbstractCar
{
public:
//具体实现抽象汽车类的四个方法.
} ;

/**/ //////////////////////////////////////////////
// 汽车测试环境
class  CarTestFramework
{
public:
    void DoTest(AbstractCar* car)
    {
        car->Startup();
        car->Run();
        car->Turn();
        car->Stop();
    }
} ;

到此为止的设计其实还是不错的，能够应对不同类型的汽车变化，如果增加了新的汽车类型也完全不用修改现有代码，只需要增加代码就可以了
但如果测试车辆不止一辆怎么办？以上设计的缺陷就在于DoTest的参数，参数的个数对应于测试车辆的数量，测试数量不确定是很正常的事情。
再想想面向对象有什么特性。。。“封装”！用一个类专门用来封装汽车的创建就搞定这个问题了嘛！这个类起个特别的名字就是“工厂类”。

动机：
软件系统中，我们经常面对“某个对象”的创建工作；由于需求的变化，这个对象经常面临剧烈的变化，但他有相对稳定的接口。
为了抵抗这种变化，提出“封装变化点”的思想，采用“封装”机制将其“变化部分”隔离出来，从而保证“其他依赖该对象的对象”不随需求变化而变化。

意图：
定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪个类。Factory Method使得一个类的实例化延迟到子类。（GoF23）

设计思路：
还是先看看UML图

如果只看左边的Product和ConcreteProduct部分，那么这就是我们的第2种设计方案。
FatoryMethod在Product和ConcreteProduct的基础上加上了Creator和ConcreteCreator，分别就是Factory和ConcreteFactory。Factory有个非常重要的函数CreateProduct()（就是图中的AnOperation），它将对象的创建工作封装了起来。

总结：
1.OO的“多态”。大部分的设计模式都会体现出OO的这个原则，他的作用就是“推迟实现”，将一个类的实例化推迟到子类，从而解决不同类型对象的创建问题。
2.OO的“封装”。工厂方法另一个重要思想，工厂类把创建工作封装起来，这样用户就可以多次使用，解决了同时创建多个对象的问题。
3.工厂方法和抽象工厂的区别：其实抽象工厂模式可以看作工厂模式的一个特例。工厂模式在工厂类中只创建一种类型的对象，如果在工厂类中拥有创建多种类型的对象的方法（比如创建引擎，创建车门，创建车灯。。。）那其实不就是之前讨论的抽象工厂模式嘛？
4.当我们创建一系列有继承关系的类时都可以考虑使用工厂方法。回想之前项目中使用的Ogre，工厂方法使用非常广泛，几乎所有对象都不是new出来的，Ogre提供了许许多多的CreateXX方法。

自己做的示例代码，仅供参考：
AbstractFactory.h

1 #pragma once
2 #include  " AbstractCar.h "
3
4 class  AbstractCarFactory
5 {
6public:
7    virtual AbstractCar* CreateCar() = 0;
8} ;

AbstractCar.h

 1 #pragma once
 2
 3 class  AbstractCar
 4 {
 5public:
 6    virtual void Startup() = 0;
 7    virtual void Run() = 0;
 8    virtual void Turn() = 0;
 9    virtual void Stop() = 0;
10} ;
11

HongqiCarFactory.h

 1 #pragma once
 2 #include  " AbstractCarFactory.h "
 3 #include  " HongqiCar.h "
 4
 5 class  HongqiCarFactory : public  AbstractCarFactory
 6 {
 7public:
 8    virtual AbstractCar* CreateCar()
 9    {
10        return new HongqiCar();
11    }
12} ;
13

HongqiCar.h

 1 #pragma once
 2 #include  " AbstractCar.h "
 3 #include  < iostream >
 4 using   namespace  std;
 5
 6 class  HongqiCar :  public  AbstractCar
 7 {
 8public:
 9    virtual void Startup()
10    {
11        cout<<"HongqiCar : Startup()"<<endl;
12    }
13    virtual void Run()
14    {
15        cout<<"HongqiCar : Run()"<<endl;
16    }
17    virtual void Turn()
18    {
19        cout<<"HongqiCar : Turn()"<<endl;
20    }
21    virtual void Stop()
22    {
23        cout<<"HongqiCar : Stop()"<<endl;
24    }
25} ;
26

Main.cpp

 1 /**/ //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 2 //  FactoryMethodTest for Factory Method Test
 3 /**/ //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 4
 5 #include  " stdafx.h "
 6 #include  " AbstractCar.h "
 7 #include  " AbstractCarFactory.h "
 8 #include  " HongqiCar.h "
 9 #include  " HongqiCarFactory.h "
10 #include  < iostream >
11 using   namespace  std;
12
13
14 class  CarTestFramework
15 {
16public:
17    void DoTest(AbstractCarFactory* carFactory)
18    {
19        AbstractCar* car1 = carFactory->CreateCar();
20        cout<<"//////////////////////////////////////////////\n//Car1 Test\n//////////////////////////////////////////////"<<endl;
21        car1->Startup();
22        car1->Run();
23        car1->Turn();
24        car1->Stop();
25
26        AbstractCar* car2 = carFactory->CreateCar();
27        cout<<"\n//////////////////////////////////////////////\n//Car2 Test\n//////////////////////////////////////////////"<<endl;
28        car2->Startup();
29        car2->Run();
30        car2->Turn();
31        car2->Stop();
32    }
33} ;
34
35
36 int  _tmain( int  argc, _TCHAR *  argv[])
37 {
38    CarTestFramework* carTestFramework = new CarTestFramework();
39    cout<<"Test the HongqiCar"<<endl;
40    carTestFramework->DoTest(new HongqiCarFactory());
41
42    return 0;
43}
44
45