# 工厂方法模式 一般情况下，工厂模式分为三种更加细分的类型：简单工厂、工厂方法和抽象工厂。在GoF的《设计模式》一书中，它将简单工厂模式看作是工厂方法模式的一种特例，所以工厂模式只被分成了工厂方法和抽象工厂两类。实际上，前面一种分类方法更加常见. ## 介绍 简单工厂每次增加一个产品都需要修改工厂代码内部的逻辑, 为了遵循**开闭原则**, 工厂方法将不在使用一个工厂统一进行所有产品的生产, 而是每一个产品都由一个工厂进行生产. ## 定义 - **抽象工厂（AbstractFactory）**：所有生产具体产品的工厂类的基类，提供工厂类的公共方法； - **具体工厂（ConcreteFactory）**：生产具体的产品 - **抽象产品（AbstractProduct）**：所有产品的基类，提供产品类的公共方法 - **具体产品（ConcreteProduct）**：具体的产品类 ## 流程 - 定义抽象产品类, 不提供实现方法 ```cpp class AbstractProduct { //抽象产品 public: AbstractProduct() {} virtual void print() = 0; virtual void play() = 0; }; ``` - 定义三个具体产品类 ```cpp class PowerArmor : public AbstractProduct { public: PowerArmor() { print(); play(); } void print() { std::cout << "得到一个动力装甲" << std::endl; } void play() { std::cout << "动力装甲因太过脆弱而被损坏" << std::endl; } }; class FlyingPowder : public AbstractProduct { public: FlyingPowder() { print(); play(); } void print() { std::cout << "得到一个飞路粉" << std::endl; } void play() { std::cout << "飞路粉太香招来苍蝇" << std::endl; } }; class Goblins : public AbstractProduct { public: Goblins() { print(); play(); } void print() { std::cout << "得到一个哥布林" << std::endl; } void play() { std::cout << "暴躁的哥布林发起了进攻" << std::endl; } }; ``` - 定义抽象工厂, 纯虚类 ```cpp class AbstractFactory { public : AbstractFactory() {} virtual std::shared_ptr getProduct() = 0; }; ``` - 定义三个具体方法工厂 ```cpp class MachineryFactory : public AbstractFactory{ public : MachineryFactory() {} std::shared_ptr getProduct() { return std::make_shared(); } }; class MagicFactory : public AbstractFactory { public: MagicFactory() {} std::shared_ptr getProduct() { return std::make_shared(); } }; class Greenfactory : public AbstractFactory { public: Greenfactory() {} std::shared_ptr getProduct() { return std::make_shared(); } }; ``` - 用户使用方法 ```cpp #include "FactoryMethod.hpp" int main() { std::shared_ptr factory = nullptr; std::shared_ptr product = nullptr; factory = std::make_shared(); product = factory->getProduct(); factory = std::make_shared(); product = factory->getProduct(); factory = std::make_shared(); product = factory->getProduct(); return 0; } ``` - 效果 ```cpp ./bin/design/FactoryMethod 得到一个动力装甲 动力装甲因太过脆弱而被损坏 得到一个飞路粉 飞路粉太香招来苍蝇 得到一个哥布林 暴躁的哥布林发起了进攻 ``` ## 总结 如果 想要新增一个产品只需要增加对应的产品和生产产品的工厂, 此方式不会修改或影响到之前已存在的产品代码. 由此可见, 相对于简单工厂更加符合 **开闭原则**, 工厂方法是使用频率最高的设计模式之一，是很多开源框架和API类库的核心模式. ## 优点: - 工厂方法用于创建客户所需产品，同时向客户隐藏某个具体产品类将被实例化的细节，用户只需关心所需产品对应的工厂； - 工厂自主决定创建何种产品，并且创建过程封装在具体工厂对象内部，多态性设计是工厂方法模式的关键； - 新加入产品时，无需修改原有代码，增强了系统的可扩展性，符合开闭原则。 ## 缺点: - 添加新产品时需要同时添加新的产品工厂，系统中类的数量成对增加，增加了系统的复杂度，更多的类需要编译和运行，增加了系统的额外开销； - 工厂和产品都引入了抽象层，客户端代码中均使用的抽象层（AbstractFactory和AbstractSportProduct ），增加了系统的抽象层次和理解难度。 ## 适用: - 客户端不需要知道它所需要创建的对象的类； - 抽象工厂类通过其子类来指定创建哪个对象（运用多态性设计和里氏代换原则） **那什么时候该用工厂方法模式，而非简单工厂模式呢？** 之所以将某个代码块剥离出来，独立为函数或者类，原因是这个代码块的逻辑过于复杂，剥离之后能让代码更加清晰，更加可读、可维护。但是，如果代码块本身并不复杂，就几行代码而已，我们完全没必要将它拆分成单独的函数或者类。 基于这个设计思想，当对象的创建逻辑比较复杂，不只是简单的new一下就可以，而是要组合其他类对象，做各种初始化操作的时候，我们推荐使用工厂方法模式，将复杂的创建逻辑拆分到多个工厂类中，让每个工厂类都不至于过于复杂。而使用简单工厂模式，将所有的创建逻辑都放到一个工厂类中，会导致这个工厂类变得很复杂。 除此之外，在某些场景下，如果对象不可复用，那工厂类每次都要返回不同的对象。如果我们使用简单工厂模式来实现，就只能选择第一种包含if分支逻辑的实现方式。如果我们还想避免烦人的if-else分支逻辑，这个时候，我们就推荐使用工厂方法模式。