QtAV中的各个模块大量使用的工厂模式，下面对其实现进行介绍。
工厂模式的使用
以 VideoRenderer 类为例子，他含有下面3个工厂模式相关的方法，Register方法用于给一个产品<class C>注册其ID和名称，create方法用于通过ID或名称生产一个产品实例。
template<class C> static bool Register(VideoRendererId id, const char* name) { return Register(id, create<C>, name);} static VideoRenderer* create(VideoRendererId id); static VideoRenderer* create(const char* name);
例如，Direct2DRenderer 的注册和调用的具体方式如下：
注册
VideoRenderer::Register<Direct2DRenderer>(VideoRendererId_Direct2D, "Direct2D");
生产一个Direct2DRenderer实例
QtAV::VideoRenderer *renderer = VideoRenderer::create(VideoRendererId_Direct2D);
这种机制是如何实现的呢？下面以VideoRendererDirect2D为例来介绍。
工厂模式的实现过程
注意，上文以及下文中出现的 VideoRendererDirect2D 和 Direct2DRenderer 是等价的：
// Direct2DRenderer 和 VideoRendererDirect2D 是等价的 typedef Direct2DRenderer VideoRendererDirect2D;
在QtAV的视频输出等组件初始化的时候，会调用 QtAVWidget 工程中的 global.h 中声明的
void registerRenderers()
来注册各个组件，这个函数就调用了
extern void RegisterVideoRendererDirect2D_Man();
这个函数的定义位于 Direct2DRenderer.cpp 中
void RegisterVideoRendererDirect2D_Man() { VideoRenderer::Register<Direct2DRenderer>(VideoRendererId_Direct2D, "Direct2D"); }
这个函数调用使用了，位于 QtAV 工程的 VideoRenderer.h 的 VideoRenderer 类的 public 域下
template<class C> static bool Register(VideoRendererId id, const char* name) { return Register(id, create<C>, name);}
这是一个static的模板函数，其中又调用了另一个 Register 函数，相关声明位于 QtAV 工程的 VideoRenderer.h 的 VideoRenderer 类的 private 域下
template<class C> static VideoRenderer* create() { return new C(); } typedef VideoRenderer* (*VideoRendererCreator)(); static bool Register(VideoRendererId id, VideoRendererCreator, const char *name);
可以看到，传入给这个 Register 的第二个参数 create<C> 是这里定义的模板函数 create 的函数指针，这样的函数指针被 typedef 为了 VideoRendererCreator，作为 Register 的第二个形参的类型。
通过 Register 声明中的形参可以看出，注册 VideoRendererDirect2D 时，传入三个参数： VideoRendererId_Direct2D 作为的ID，VideoRendererCreator 函数指针作为生成时的回调函数，字符串 name 作为名字。这样就可以使用工厂传入ID或名字，工厂调用Creator回调函数得到想要的对象了。
不过这个 Register 的定义却不容易找到，原来，QtAV使用了一种宏把和工厂相关的方法都封装起来了！重头戏来啦，我们来看一看这是怎么实现的吧。
首先，可以在 VideoRenderer.cpp 文件中找到：
FACTORY_DEFINE(VideoRenderer)
宏FACTORY_DEFINE(T)用于给工厂类相关的方法进行定义，这个宏的定义在 QtAV 工程下的 factory.h 文件中。 factory.h 这个文件中定义了工厂模式相关的宏和工厂基类 Factory ，下面给出 Factory 的声明：
/* * Used in library, can not be used both in library and outside. so we don't need export it */ template <typename Id, typename T, class Class> class Factory : public Singleton<Class> { DISABLE_COPY(Factory) typedef Id ID; typedef T Type; typedef Type* (*Creator)(); public: Type* create(const ID& id); template<class C> bool register_(const ID& id) { // register_<C>(id, name) std::pair<typename CreatorMap::iterator, bool> result = creators.insert(std::make_pair(id, create<C>)); return result.second; } //template <typename Func> bool registerCreator(const ID& id, const Creator& callback); bool registerIdName(const ID& id, const char* name); bool unregisterCreator(const ID& id); //bool unregisterAll(); ID id(const char* name, bool caseSensitive = true) const; const char* name(const ID &id) const; size_t count() const; const std::vector<ID> ®isteredIds() const; std::vector<const char*> registeredNames() const; Type* getRandom(); //remove // Type* at(int index); // ID idAt(int index); protected: Factory() {} virtual ~Factory() {} private: template<class C> static Type* create() { return new C(); } typedef std::map<ID, Creator> CreatorMap; CreatorMap creators; std::vector<ID> ids; typedef std::map<ID, const char*> NameMap; NameMap name_map; //static? };
Factory 类继承了 Singleton ，这里就不展开说明 Singleton 了，只要知道这是一个单例模式的接口模板类，保证工厂只有一个实例，并且提供 Instance() 接口来获取实例。
再来看宏 FACTORY_DEFINE(T) 的定义：
1 #define FACTORY_DEFINE(T) \ 2 class T##Factory : public Factory<T##Id, T, T##Factory> {}; \ 3 bool T::Register(T##Id id, T##Creator c, const char *name) { \ 4 DBG(#T "::Register(..., %s)\n", name); \ 5 return T##Factory::Instance().registerCreator(id, c) && T##Factory::Instance().registerIdName(id, name); \ 6 } \ 7 T* T::create(T##Id id) {return T##Factory::Instance().create(id);} \ 8 T* T::create(const char* name) { return T::create(T::id(name));} \ 9 T##Id* T::next(T##Id *id) { \ 10 const std::vector<T##Id>& ids = T##Factory::Instance().registeredIds(); \ 11 if (!id) return (T##Id*)&ids[0]; \ 12 T##Id *id0 = (T##Id*)&ids[0], *id1 = (T##Id*)&ids[ids.size() - 1]; \ 13 if (id >= id0 && id < id1) return id + 1; \ 14 if (id == id1) return NULL; \ 15 std::vector<T##Id>::const_iterator it = std::find(ids.begin(), ids.end(), *id); \ 16 if (it == ids.end()) return NULL; \ 17 return (T##Id*)&*(it++); \ 18 } \ 19 T##Id T::id(const char* name) { DBG(#T "::id(\"%s\")\n", name); return T##Factory::Instance().id(name, false);} \ 20 const char* T::name(T##Id id) {return T##Factory::Instance().name(id);}
下面以 FACTORY_DEFINE(VideoRenderer) 为例，展示这段宏展开之后的样子
1 class VideoRendererFactory : public Factory<VideoRendererId, VideoRenderer, VideoRendererFactory> {}; 2 bool VideoRenderer::Register(VideoRendererId id, VideoRendererCreator c, const char *name) { 3 DBG("VideoRenderer" "::Register(..., %s)n", name); 4 return VideoRendererFactory::Instance().registerCreator(id, c) && VideoRendererFactory::Instance().registerIdName(id, name); 5 } 6 VideoRenderer* VideoRenderer::create(VideoRendererId id) {return VideoRendererFactory::Instance().create(id);} 7 VideoRenderer* VideoRenderer::create(const char* name) { return VideoRenderer::create(VideoRenderer::id(name));} 8 VideoRendererId* VideoRenderer::next(VideoRendererId *id) { 9 const std::vector<VideoRendererId>& ids = VideoRendererFactory::Instance().registeredIds(); 10 if (!id) return (VideoRendererId*)&ids[0]; 11 VideoRendererId *id0 = (VideoRendererId*)&ids[0], *id1 = (VideoRendererId*)&ids[ids.size() - 1]; 12 if (id >= id0 && id < id1) return id + 1; 13 if (id == id1) return NULL; 14 std::vector<VideoRendererId>::const_iterator it = std::find(ids.begin(), ids.end(), *id); 15 if (it == ids.end()) return NULL; 16 return (VideoRendererId*)&*(it++); 17 } 18 VideoRendererId VideoRenderer::id(const char* name) { DBG("VideoRenderer" "::id("%s")n", name); return VideoRendererFactory::Instance().id(name, false);} 19 const char* VideoRenderer::name(VideoRendererId id) {return VideoRendererFactory::Instance().name(id);}
可以看到，宏展开后，先定义 VideoRendererFactory 类，继承于 Factory ；
接下来，我们找到了 VideoRenderer 类的 private 域中声明的 VideoRenderer::Register 的定义。通过 VideoRendererFactory 的实例，分别绑定id和生成器以及id和名称；
后面的 create 方法则是通过 VideoRendererFactory 的实例得到 id 或 name 对应的产品类实例。
我们回过头来再看看 Fatory 是如何实现这些工厂函数的接口的：
template<typename Id, typename T, class Class> typename Factory<Id, T, Class>::Type *Factory<Id, T, Class>::create(const ID& id) { typename CreatorMap::const_iterator it = creators.find(id); if (it == creators.end()) { DBG("Unknown id "); return 0; //throw std::runtime_error(err_msg.arg(id).toStdString()); } return (it->second)(); } template<typename Id, typename T, class Class> bool Factory<Id, T, Class>::registerCreator(const ID& id, const Creator& callback) { //DBG("%p id [%d] registered. size=%d\n", &Factory<Id, T, Class>::Instance(), id, ids.size()); ids.insert(ids.end(), id); return creators.insert(typename CreatorMap::value_type(id, callback)).second; } template<typename Id, typename T, class Class> bool Factory<Id, T, Class>::registerIdName(const ID& id, const char* name) { return name_map.insert(typename NameMap::value_type(id, name/*.toLower()*/)).second; } template<typename Id, typename T, class Class> bool Factory<Id, T, Class>::unregisterCreator(const ID& id) { //DBG("Id [%d] unregistered\n", id); ids.erase(std::remove(ids.begin(), ids.end(), id), ids.end()); name_map.erase(id); return creators.erase(id) == 1; } template<typename Id, typename T, class Class> typename Factory<Id, T, Class>::ID Factory<Id, T, Class>::id(const char* name, bool caseSensitive) const { #ifdef _MSC_VER #define strcasecmp(s1, s2) _strcmpi(s1, s2) #endif //need 'typename' because 'Factory<Id, T, Class>::NameMap' is a dependent scope for (typename NameMap::const_iterator it = name_map.begin(); it!=name_map.end(); ++it) { if (caseSensitive) { if (it->second == name || !strcmp(it->second, name)) return it->first; } else { if (!strcasecmp(it->second, name)) { return it->first; } } } DBG("Not found\n"); return ID(); //can not return ref. TODO: Use a ID wrapper class } template<typename Id, typename T, class Class> const char* Factory<Id, T, Class>::name(const ID &id) const { typename NameMap::const_iterator it = name_map.find(id); if (it == name_map.end()) return NULL; return it->second; } template<typename Id, typename T, class Class> const std::vector<Id>& Factory<Id, T, Class>::registeredIds() const { return ids; } template<typename Id, typename T, class Class> std::vector<const char*> Factory<Id, T, Class>::registeredNames() const { std::vector<const char*> names; for (typename NameMap::const_iterator it = name_map.begin(); it != name_map.end(); ++it) { names.push_back((*it).second); } return names; } template<typename Id, typename T, class Class> size_t Factory<Id, T, Class>::count() const { //DBG("%p size = %d", &Factory<Id, T, Class>::Instance(), ids.size()); return ids.size(); } template<typename Id, typename T, class Class> typename Factory<Id, T, Class>::Type* Factory<Id, T, Class>::getRandom() { srand(time(0)); int index = rand() % ids.size(); //DBG("random %d/%d", index, ids.size()); ID new_eid = ids.at(index); //DBG("id %d", new_eid); return create(new_eid); }
维护每个产品的 ids Vector容器，id到创建器的映射，id到name的映射，create时，运行对应的创建器即可。