C++设计模式之工厂模式（三）

  工厂模式属于创建型模式，可分为三类，简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式；这三类模式是由易到难，由简到繁的。下面简单阐述一下这三种工厂模式

简单工厂模式

简介说明

  简单工厂模式是工厂模式中最简单的一类；它是一个工厂生产多种不同的产品；对外隐藏类产品的实现细节，只暴露需要的产品类型。客户提供需要产品的产品类型给到工厂，就会返回相应的产品。客户只需要关心产品的基类类，不需要知道获取到的是哪一个子类。
  使用场景： 常用于多种同类型类的情况，可以将这些类进行隐藏、提供同一接口，这样有利于维护和修改。
  优点： 1.隐藏了对象创建的细节，将产品的实例化放在子类中实现；2.客户不需要关心使用的是哪类产品，只需要知道哪个工厂就可以了，只需要提供需要的产品的产品类型；3.便于扩展新的产品；4.遵循依赖倒置原则。
  缺点： 1.违背开闭原则，每新增一个产品，需要对工厂进行扩展；2，所有产品只能通过一种方式生产，若某一产品需要多种方式或不同方式实例化时，则不适用。

code

 enum Production_en {
     Production_0 = 0,
     Production_1,
     Production_2
 }; // Production_en

 class Production {
 public:
     virtual void product_fun() = 0;
 }; // production


 class Pro_0 : public Production {
 public:
     void product_fun();
 }; // Pro_0

 class Pro_1 : public Production {
 public:
     void product_fun();
 }; // Pro_1


 class Pro_2 : public Production {
 public:
     void product_fun() override;
 }; // Pro_2


 class SampleFactory {
 public:
     Production *create_fun(Production_en pro_type);
 }; // sample_factory



void Pro_0::product_fun() {
    std::cout << "Pro_0 production" << std::endl;
}


void Pro_1::product_fun() {
    std::cout << "Pro_1 production" << std::endl;
}


void Pro_2::product_fun() {
    std::cout << "Pro_2 production" << std::endl;
}

Production *SampleFactory::create_fun(Production_en pro_type) {
    std::shared_ptr<Production> pro = nullptr;
    switch (pro_type) {
        case Production_en::Production_0:
            pro = std::make_shared<Pro_0>();
            break;
        case Production_en::Production_1:
            pro = std::make_shared<Pro_1>();
            break;
        case Production_en::Production_2:
            pro = std::make_shared<Pro_2>();
            break;
        default:
            std::cout << "Don't support this type " << pro_type << std::endl;
            return nullptr;
    }
    return pro.get();
}

int main(){
    std::shared_ptr<SampleFactory> factory = std::make_shared<SampleFactory>();
    factory->create_fun(Production_en::Production_0)->product_fun();
    factory->create_fun(Production_en::Production_1)->product_fun();
    factory->create_fun(Production_en::Production_2)->product_fun();
    return 0;
}

工厂方法模式

简介说明

  工厂方法模式：是指一个工厂只生产一类产品；若需要添加新产品，只需要添加一个相应的工厂即可，这样就遵守了开闭原则。
  使用场景： 和简单工厂模式相一致，只不过工厂方法模式遵守了开闭原则，使其更具有弹性。将实例化推迟到子类中实现，由子类决定实例化对象。
  **优点：**相对于简单工厂模式，多了一个遵守开闭原则，使其更具有弹性。
  **缺点：**每增加一种产品，就需要增加一个工厂。若产品过多，则工厂也会有相应的数量。

code

class ProBasic {
public:
    virtual void product_fun() = 0;
}; // ProBasic

class Pro_0 : public ProBasic {
public:
    void product_fun() override;
}; //Pro_0

class Pro_1 : public ProBasic {
public:
    void product_fun() override;
}; //Pro_1

class Pro_2 : public ProBasic {
public:
    void product_fun() override;
}; //Pro_2


class FactoryBasic {
public:
    virtual std::shared_ptr<ProBasic> create() = 0;
}; // FactoryBasic

class Factory_0 : public FactoryBasic {
public:
    std::shared_ptr<ProBasic> create() override;
}; // Factory_0

class Factory_1 : public FactoryBasic {
public:
    std::shared_ptr<ProBasic> create() override;
}; // Factory_1

class Factory_2 : public FactoryBasic {
public:
    std::shared_ptr<ProBasic> create() override;
}; // Factory_2


void Pro_0::product_fun() {
    std::cout << "Pro_0" << std::endl;
}

void Pro_1::product_fun() {
    std::cout << "Pro_1" << std::endl;
}

void Pro_2::product_fun() {
    std::cout << "Pro_2" << std::endl;
}

std::shared_ptr<ProBasic> Factory_0::create() {
    std::cout << "Factory_0 product Pro_0" << std::endl;
    return std::make_shared<Pro_0>();
}

std::shared_ptr<ProBasic> Factory_1::create() {
    std::cout << "Factory_1 product Pro_1" << std::endl;
    return std::make_shared<Pro_1>();
}

std::shared_ptr<ProBasic> Factory_2::create() {
    std::cout << "Factory_2 product Pro_2" << std::endl;
    return std::make_shared<Pro_2>();
}

int main(){
    std::shared_ptr<Factory_0> factory_0 = std::make_shared<Factory_0>();
    factory_0->create();
    std::shared_ptr<Factory_1> factory_1 = std::make_shared<Factory_1>();
    factory_1->create();
    std::shared_ptr<Factory_2> factory_3 = std::make_shared<Factory_2>();
    factory_1->create();
    return 0;
}

抽象工厂模式

简介说明

  相比于前两种工厂模式，抽象工厂模式比较复杂；犹如上面提到的简单工厂和工厂方法，需要产品子类必须是同一类型，拥有共同的方法，这样将会限制产品种类的扩展；于是为提高扩展性，抽象工厂将同一类的产品归为一类（即为一组产品）；然后将不同组的产品组合为族。此时，客户使用时不需要知道哪一个工厂生产哪一族产品。每一个子类工厂只生产一族产品。通过指定子类工厂生产指定子类产品。
  优点： 1.封装了产品的创建，使得不需要知道具体是哪种产品，只需要知道是哪个工厂就行了。2.可以支持不同类型的产品，使得模式灵活性更强。3.可以非常方便的使用一族中间的不同类型的产品。
   缺点： 1.结构太过臃肿，如果产品类型比较多，或者产品族类比较多，不利于扩展和维护。2.每次如果添加一组产品，那么所有的工厂类都必须添加一个方法，这样违背了开放-封闭原则。所以一般适用于产品组合产品族变化不大的情况。

code

class ProductionBasicA{
public:
    virtual void create_a() = 0;
};

class ProductionA_1 : public ProductionBasicA{
public:
    void create_a() override;
};

class ProductionA_2 : public ProductionBasicA{
public:
    void create_a() override;
};



class ProductionBasicB{
public:
    virtual void create_b() = 0;
};

class ProductionB_1 : public ProductionBasicB{
public:
    void create_b() override;
};

class ProductionB_2 : public ProductionBasicB{
public:
    void create_b() override;
};



class FactoryBasic{
public:
    virtual std::shared_ptr<ProductionBasicA> create_production_a() = 0;
    virtual std::shared_ptr<ProductionBasicB> create_production_b() = 0;
};

class Factory1: public FactoryBasic{
public:
    std::shared_ptr<ProductionBasicA> create_production_a() override;
    std::shared_ptr<ProductionBasicB> create_production_b() override;
};

class Factory2: public FactoryBasic{
public:
    std::shared_ptr<ProductionBasicA> create_production_a() override;
    std::shared_ptr<ProductionBasicB> create_production_b() override;
};

void ProductionA_1::create_a() {
    std::cout << "ProductionA_1" << std::endl;
}

void ProductionA_2::create_a() {
    std::cout << "ProductionA_2" << std::endl;
}

void ProductionB_1::create_b() {
    std::cout << "ProductionB_1" << std::endl;
}

void ProductionB_2::create_b() {
    std::cout << "ProductionB_2" << std::endl;
}

std::shared_ptr<ProductionBasicA> Factory1::create_production_a() {
    std::cout << "Factory1 product ProductionA_1" << std::endl;
    return std::make_shared<ProductionA_1>();
}

std::shared_ptr<ProductionBasicB> Factory1::create_production_b() {
    std::cout << "Factory1 product ProductionB_1" << std::endl;
    return std::make_shared<ProductionB_1>();
}

std::shared_ptr<ProductionBasicA> Factory2::create_production_a() {
    std::cout << "Factory2 product ProductionA_2" << std::endl;
    return std::make_shared<ProductionA_2>();
}

std::shared_ptr<ProductionBasicB> Factory2::create_production_b() {
    std::cout << "Factory2 product ProductionB_2" << std::endl;
    return std::make_shared<ProductionB_2>();
}


int main(){
    std::shared_ptr<Factory1> factory_1 = std::make_shared<Factory1>();
    factory_1->create_production_a();
    factory_1->create_production_b();
    std::shared_ptr<Factory2> factory_2 = std::make_shared<Factory2>();
    factory_2->create_production_a();
    factory_2->create_production_b();
	return 0;
}