Factory Method "工厂模式"

1. “对象创建模式”

1.1 什么叫对象创建模式

通过“对象创建” 模式绕开new，来避免对象创建（new）过程中所导致的紧耦合（依赖具体类），从而支持对象创建的稳定。它是接口抽象之后的第一步工作。

这里需要注意的就是在new过程中很有可能newl一个具体的对象，造成了紧耦合。

1.2 “对象创建”的典型模式

Factory Method
Abstract Factory
Prototype
Builder

今天学习的是Factory Method设计模式。

2. Motivation

起因：在软件系统中，经常面临着创建对象的工作；由于需求的变化，需要创建的对象的具体类型经常变化。

问题：如何应对这种变化？如何绕过常规的对象创建方法(new)，提供一种“封装机制”来避免客户程序和这种“具体对象创建工作”的紧耦合？

3. 从Code出发

3.1 原始代码：

分割器部分：(支持多种文件类型)

class ISplitter{
public:
    virtual void split()=0;
    virtual ~ISplitter(){}
};

class BinarySplitter : public ISplitter{
    
};

class TxtSplitter: public ISplitter{
    
};

class PictureSplitter: public ISplitter{
    
};

class VideoSplitter: public ISplitter{
    
};

MainForm程序：

class MainForm : public Form
{
	TextBox* txtFilePath;
	TextBox* txtFileNumber;
	ProgressBar* progressBar;

public:
	void Button1_Click(){


        //注释1
		//此处不建议使用BinarySplitter * splitter=
		ISplitter * splitter=
            new BinarySplitter();//依赖具体类
        
        splitter->split();

	}
};

注释1处：面向接口编程，遵循依赖倒置原则。然而有问题的是new BinarySplitter()依然是具体依赖，需要解决。

依赖倒置原则：应依赖于抽象，而不应该依赖于实现细节。

这个问题是不是有种似乎在哪见过的感觉？
答案：在“对象创建模式”的定义：通过“对象创建” 模式绕开new，来避免对象创建（new）过程中所导致的紧耦合（依赖具体类）

3.2 如何绕开new( ) ？

现在的主要问题就是如何避免直接new()一个具体对象。

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解决方案一:
创建一个SplitterFactory类

//抽象类
class ISplitter{
public:
    virtual void split()=0;
    virtual ~ISplitter(){}
};

//工厂基类
class SplitterFactory{
public:
	//充分理解虚函数的作用！
    virtual ISplitter* CreateSplitter()=0;
    virtual ~SplitterFactory(){}
};

虚函数一个很大的用处就是延迟：把编译时依赖转化为运行时依赖。把具体的创建对象交给未来。

然后在MainForm中：

void Button1_Click(){

		SplitterFactory* factory;
		
		ISplitter * splitter=
            factory->CreateSplitter(); //多态new
        
        splitter->split();

	}

这样就完成了面向接口编程。

3.3 具体类的工厂设计

针对具体类，应该实现具体类的工厂：
继承SplitterFactory类即可，实现virtual ISplitter* CreateSplitter()=0;

//具体工厂
class BinarySplitterFactory: public SplitterFactory{
public:
    virtual ISplitter* CreateSplitter(){
    	//应该返回一个指针类型对象，所以用new。
        return new BinarySplitter();
    }
};

class TxtSplitterFactory: public SplitterFactory{
public:
    virtual ISplitter* CreateSplitter(){
        return new TxtSplitter();
    }
};

class PictureSplitterFactory: public SplitterFactory{
public:
    virtual ISplitter* CreateSplitter(){
        return new PictureSplitter();
    }
};

class VideoSplitterFactory: public SplitterFactory{
public:
    virtual ISplitter* CreateSplitter(){
        return new VideoSplitter();
    }
};

3.4 如何从外界接受不同类型？

看一下MainForm类：

class MainForm : public Form
{
    SplitterFactory*  factory;//工厂

public:
    //类型初始化。
    MainForm(SplitterFactory*  factory){
        this->factory=factory;
    }
    
	void Button1_Click(){

        
		ISplitter * splitter=
            factory->CreateSplitter(); //多态new
        
        splitter->split();

	}
};

将SplitterFactory* factory;移动至成员区段，然后通过构造器this->factory=factory;，完成类型的初始化。

3.5 现在的依赖关系

MainForm类只依赖于SplitterFactory类，而SplitterFactory类是抽象类，利用虚函数将具体实现延迟到运行时

4. 模式定义

定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。Factory Method使得一个类的实例化延迟（目的：解耦，手段：虚函数）到子类。 ——《设计模式》GoF

根据上面的代码，解读一下这个定义：

定义一个用于创建对象的接口：
在工厂类SplitterFactory中：

virtual ISplitter* CreateSplitter()=0;

让子类决定实例化哪一个类:

class BinarySplitterFactory: public SplitterFactory{
public:
    virtual ISplitter* CreateSplitter(){
        return new BinarySplitter();//子类决定实例化哪一个类
    }
};

Factory Method使得一个类的实例化延迟（目的：解耦，手段：虚函数）到子类：通过虚函数。

5. 类图

在这里插入图片描述

6. 要点总结

Factory Method模式用于隔离类对象的使用者和具体类型之间的耦合关系。面对一个经常变化的具体类型，紧耦合关系(new)会导致软件的脆弱。
Factory Method模式通过面向对象的手法，将所要创建的具体对象工作延迟到子类，从而实现一种扩展（而非更改）的策略，较好地解决了这种紧耦合关系。
Factory Method模式解决“单个对象”的需求变化。缺点在于要求创建方法/参数相同。

tiiiian

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