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C語言

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C++設(shè)計(jì)模式編程中簡(jiǎn)單工廠與工廠方法模式的實(shí)例對(duì)比

來源：本站原創(chuàng)|時(shí)間：2020-01-10|欄目：C語言|點(diǎn)擊： 次

簡(jiǎn)單工廠模式實(shí)例
題目：實(shí)現(xiàn)計(jì)算器的輸入2個(gè)數(shù)和運(yùn)算符，得到結(jié)果

工程結(jié)構(gòu)：

(1)頭文件

COperationFactory.h（運(yùn)算符工廠類）

(2)源文件

SimpleFactory.cpp（客戶端應(yīng)用類，主函數(shù)所在）

(3)運(yùn)算類

COperation.cpp（運(yùn)算符基類）
COperation.h
COperationAdd.h（加法運(yùn)算符子類，繼承于COperation）
COperationDiv.h （除法運(yùn)算符子類，繼承于COperation）
COperationMul.h （乘法運(yùn)算符子類，繼承于COperation）
COperationSub.h（減法運(yùn)算符子類，繼承于COperation）

=============  代碼實(shí)現(xiàn)部分 =============

COperationFactory.h（運(yùn)算符工廠類）

/************************************************************************/ 
/* 運(yùn)算符工廠類 */ 
/************************************************************************/ 
#ifndef _OPERATION_FACTORY_H_ 
#define _OPERATION_FACTORY_H_ 
 
#include "stdafx.h" 
#include "COperation.h" 
#include "COperationAdd.h" 
#include "COperationSub.h" 
#include "COperationMul.h" 
#include "COperationDiv.h" 
#include "COperationFactory.h" 
 
class COperationFactory 
{ 
public: 
  COperationFactory(){}; 
  ~COperationFactory(){}; 
 
  // 根據(jù)入?yún)⒌牟煌?，?chuàng)建其對(duì)應(yīng)的運(yùn)算符類指針。就像是個(gè)工廠，創(chuàng)建用戶指定的運(yùn)算符類指針 
  static COperation* NewOperation(const string& strOperate) 
  { 
    // 入?yún)⒑戏ㄐ耘袛?，防止后面的strOperate[0]發(fā)生越界訪問 
    if (strOperate.size() != 1) 
    { 
      return NULL; 
    } 
 
    COperation* pOperation = NULL; 
    switch (strOperate[0]) 
    { 
    case '+': 
      pOperation = new COperationAdd(); 
      break; 
    case '-': 
      pOperation = new COperationSub(); 
      break; 
    case '*': 
      pOperation = new COperationMul(); 
      break; 
    case '/': 
      pOperation = new COperationDiv(); 
      break; 
    default: 
      break; 
    } 
 
    return pOperation; 
  }; 
}; 
 
#endif _OPERATION_FACTORY_H_

 
COperation.cpp（運(yùn)算符基類）

#include "stdafx.h" 
#include "COperation.h" 
 
COperation::COperation() 
  : _dNumA(0) 
  , _dNumB(0) 
{ 
 
}

COperation.h

/************************************************************************/ 
/* 運(yùn)算符基類 */ 
/************************************************************************/ 
 
#ifndef _COPERATION_H_ 
#define _COPERATION_H_ 
 
class COperation 
{ 
public: 
  COperation(); 
  ~COperation(){}; 
     
  // 設(shè)置被運(yùn)算數(shù) 
  void SetNumA(double dNumA) 
  { 
    _dNumA = dNumA; 
  }; 
   
  // 獲取被運(yùn)算數(shù) 
  double GetNumA() 
  { 
    return _dNumA; 
  }; 
 
  // 設(shè)置運(yùn)算數(shù) 
  void SetNumB(double dNumB) 
  { 
    _dNumB = dNumB; 
  }; 
 
  // 獲取運(yùn)算數(shù) 
  double GetNumB() 
  { 
    return _dNumB; 
  }; 
 
  // 計(jì)算結(jié)果且在子類中實(shí)現(xiàn)各自的運(yùn)算方法結(jié)果 
  virtual double Result() 
  { 
    double dResult = 0; 
    return dResult; 
  } 
 
private: 
  double _dNumA; 
  double _dNumB; 
}; 
 
#endif _COPERATION_H_

COperationAdd.h（加法運(yùn)算符子類，繼承于COperation）

/************************************************************************/ 
/* 加法運(yùn)算符子類，繼承于運(yùn)算符基類 */ 
/************************************************************************/ 
#ifndef _COPERATION_ADD_H_ 
#define _COPERATION_ADD_H_ 
#include "COperation.h" 
 
 class COperationAdd : public COperation 
 { 
 public: 
   COperationAdd(){}; 
   ~COperationAdd(){}; 
 
   double Result() 
   {      
     return (GetNumA() + GetNumB()); 
   };   
 }; 
 
#endif _COPERATION_ADD_H_

COperationDiv.h （除法運(yùn)算符子類，繼承于COperation）

/************************************************************************/ 
/* 除法運(yùn)算符子類，繼承于運(yùn)算符基類 */ 
/************************************************************************/ 
#ifndef _COPERATION_DIV_H_ 
#define _COPERATION_DIV_H_ 
#include "COperation.h" 
 
class COperationDiv : public COperation 
{ 
public: 
  COperationDiv(){}; 
  ~COperationDiv(){}; 
 
  double Result() 
  { 
    double dResult = 0; 
    if (0 != GetNumB()) 
    { 
      dResult = (GetNumA() / GetNumB()); 
    } 
    else 
    { 
      cout << "error: divisor is "; 
    } 
    return dResult; 
  };   
}; 
 
#endif _COPERATION_DIV_H_

COperationMul.h （乘法運(yùn)算符子類，繼承于COperation）

/************************************************************************/ 
/* 乘法運(yùn)算符子類，繼承于運(yùn)算符基類 */ 
/************************************************************************/ 
#ifndef _COPERATION_MUL_H_ 
#define _COPERATION_MUL_H_ 
#include "COperation.h" 
 
class COperationMul : public COperation 
{ 
public: 
  COperationMul(){}; 
  ~COperationMul(){}; 
 
  double Result() 
  {     
    return (GetNumA() * GetNumB()); 
  };   
}; 
 
#endif _COPERATION_MUL_H_

COperationSub.h（減法運(yùn)算符子類，繼承于COperation）

/************************************************************************/ 
/* 減法運(yùn)算符子類，繼承于運(yùn)算符基類 */ 
/************************************************************************/ 
#ifndef _COPERATION_SUB_H_ 
#define _COPERATION_SUB_H_ 
#include "COperation.h" 
 
class COperationSub : public COperation 
{ 
public: 
  COperationSub(){}; 
  ~COperationSub(){}; 
 
  double Result() 
  {     
    return (GetNumA() - GetNumB()); 
  };   
}; 
 
#endif _COPERATION_SUB_H_

SimpleFactory.cpp（客戶端應(yīng)用類，主函數(shù)所在）

// SimpleFactory.cpp : 定義控制臺(tái)應(yīng)用程序的入口點(diǎn)。 
// 
 
#include "stdafx.h" 
#include "COperationFactory.h" 
 
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) 
{   
  // 通過運(yùn)算符工廠創(chuàng)建加法運(yùn)算 
  COperation* OperAdd = COperationFactory::NewOperation("+"); 
  if (NULL != OperAdd) 
  { 
    OperAdd->SetNumA(168); // 設(shè)置被加數(shù) 
    OperAdd->SetNumB(105); // 設(shè)置加數(shù)     
    cout << "168 + 105 = " << (OperAdd->Result()) << endl; 
  } 
 
  // 通過運(yùn)算符工廠創(chuàng)建減法運(yùn)算 
  COperation* OperSub = COperationFactory::NewOperation("-"); 
  if (NULL != OperSub) 
  { 
    OperSub->SetNumA(168); // 設(shè)置被減數(shù) 
    OperSub->SetNumB(105); // 設(shè)置減數(shù)     
    cout << "168 - 105 = " << (OperSub->Result()) << endl; 
  } 
 
  // 通過運(yùn)算符工廠創(chuàng)建乘法運(yùn)算 
  COperation* OperMul = COperationFactory::NewOperation("*"); 
  if (NULL != OperMul) 
  { 
    OperMul->SetNumA(168); // 設(shè)置被乘數(shù) 
    OperMul->SetNumB(105); // 設(shè)置乘數(shù)     
    cout << "168 * 105 = " << (OperMul->Result()) << endl; 
  } 
 
  // 通過運(yùn)算符工廠創(chuàng)建除法運(yùn)算 
  COperation* OperDiv = COperationFactory::NewOperation("/"); 
  if (NULL != OperDiv) 
  { 
    OperDiv->SetNumA(168); // 設(shè)置被除數(shù) 
    OperDiv->SetNumB(105); // 設(shè)置除數(shù)     
    cout << "168 / 105 = " << (OperDiv->Result()) << endl; 
     
    OperDiv->SetNumB(0);  // 改變除數(shù) 
    cout << (OperDiv->Result()) << endl; 
  } 
 
  // 阻止控制臺(tái)進(jìn)程結(jié)束，便于查看結(jié)果 
  int nEnd = 0; 
  cin >> nEnd; 
 
  return 0; 
}

抽象工廠模式實(shí)例

工程結(jié)構(gòu)：

（1）抽象產(chǎn)品類

IFruit.h

（2）抽象工廠類

IFruitGardener.h

（3）具體產(chǎn)品類

CApple.h

CGrape.h

CStrawberry.h

（4）具體工廠類

CAppleGardener.h

CGrapeGardener.h

CStrawberryGardener.h

（5）客戶端

FactoryMethodApplication.cpp

（1）抽象產(chǎn)品類

IFruit.h

/************************************************************************/ 
/* 抽象水果類(abstract Product) */ 
/************************************************************************/ 
#ifndef _IFRUIT_H_ 
#define _IFRUIT_H_ 
 
#include <string> 
#include <iostream> 
using namespace std; 
 
class IFruit 
{ 
public: 
  virtual void grow() = 0; 
  virtual void harvest() = 0; 
  virtual void plant() = 0; 
}; 
 
#endif _IFRUIT_H_

 

（2）抽象工廠類

IFruitGardener.h

/************************************************************************/ 
/* 抽象水果園丁類(abstract Factory) */ 
/************************************************************************/ 
#ifndef _IFRUIT_GARDENER_H_ 
#define _IFRUIT_GARDENER_H_ 
 
#include "IFruit.h" 
 
class IFruitGardener 
{ 
public: 
  virtual IFruit* Factory() = 0; 
}; 
 
#endif _IFRUIT_GARDENER_H_

 

（3）具體產(chǎn)品類

CApple.h

/************************************************************************/ 
/* 具體的蘋果類(Concrete Product) */ 
/************************************************************************/ 
#ifndef _APPLE_H_ 
#define _APPLE_H_ 
 
#include "IFruit.h" 
 
class CApple : public IFruit 
{ 
public: 
  void grow() 
  { 
    cout << "Apple is growing..." << endl; 
  }; 
 
  void harvest() 
  { 
    cout << "Apple has been harvested." << endl; 
  }; 
 
  void plant() 
  { 
    cout << "Apple has been planted." << endl; 
  }; 
 
  int GetTreeAge() 
  { 
    return m_iAppleTreeAge; 
  }; 
 
  void SetTreeAge(const int iAge) 
  { 
    m_iAppleTreeAge = iAge; 
  } 
 
private: 
  int m_iAppleTreeAge; 
}; 
 
#endif _APPLE_H_

 

CGrape.h

/************************************************************************/ 
/* 具體的葡萄類(Concrete Product) */ 
/************************************************************************/ 
#ifndef _GRAPE_H_ 
#define _GRAPE_H_ 
 
#include "IFruit.h" 
 
class CGrape : public IFruit 
{ 
public: 
  void grow() 
  { 
    cout << "Grape is growing..." << endl; 
  }; 
 
  void harvest() 
  { 
    cout << "Grape has been harvested." << endl; 
  }; 
 
  void plant() 
  { 
    cout << "Grape has been planted." << endl; 
  }; 
 
  bool GetSeedless() 
  { 
    return m_bSeedless; 
  }; 
 
  void SetSeedless(const bool bSeedless) 
  { 
    m_bSeedless = bSeedless; 
  }; 
 
private: 
  bool m_bSeedless; 
}; 
 
#endif _GRAPE_H_

CStrawberry.h

/************************************************************************/ 
/* 具體的草莓類(Concrete Product) */ 
/************************************************************************/ 
#ifndef _STRAWBERRY_H_ 
#define _STRAWBERRY_H_ 
 
#include "IFruit.h" 
 
class CStrawberry : public IFruit 
{ 
public: 
  void grow() 
  { 
    cout << "Strawberry is growing..." << endl; 
  }; 
 
  void harvest() 
  { 
    cout << "Strawberry has been harvested." << endl; 
  }; 
 
  void plant() 
  { 
    cout << "Strawberry has been planted." << endl; 
  }; 
}; 
 
#endif _STRAWBERRY_H_

 

（4）具體工廠類

CAppleGardener.h

/************************************************************************/ 
/* 具體的蘋果園丁類(Concrete Factory) */ 
/************************************************************************/ 
#ifndef _APPLE_GARDENER_H_ 
#define _APPLE_GARDENER_H_ 
 
#include "IFruitGardener.h" 
#include "CApple.h" 
 
class CAppleGardener : public IFruitGardener 
{ 
public: 
  CAppleGardener():m_pApple(NULL){}; 
 
  IFruit* Factory() 
  { 
    if (NULL == m_pApple) 
    { 
      m_pApple = new CApple(); 
    } 
 
    return m_pApple; 
  }; 
 
private: 
  CApple* m_pApple; 
}; 
 
#endif _APPLE_GARDENER_H_

CGrapeGardener.h

/************************************************************************/ 
/* 具體的葡萄園丁類(Concrete Factory) */ 
/************************************************************************/ 
#ifndef _GRAPE_GARDENER_H_ 
#define _GRAPE_GARDENER_H_ 
 
#include "IFruitGardener.h" 
#include "CGrape.h" 
 
class CGrapeGardener : public IFruitGardener 
{ 
public: 
  CGrapeGardener():m_pGrape(NULL){}; 
 
  IFruit* Factory() 
  { 
    if (NULL == m_pGrape) 
    { 
      m_pGrape = new CGrape(); 
    } 
 
    return m_pGrape; 
  }; 
 
private: 
  CGrape* m_pGrape; 
}; 
 
#endif _GRAPE_GARDENER_H_

CStrawberryGardener.h

/************************************************************************/ 
/* 具體的草莓園丁類(Concrete Factory) */ 
/************************************************************************/ 
#ifndef _STRAWBERRY_GARDENER_H_ 
#define _STRAWBERRY_GARDENER_H_ 
 
#include "IFruitGardener.h" 
#include "CStrawberry.h" 
 
class CStrawberryGardener : public IFruitGardener 
{ 
public: 
  CStrawberryGardener():m_pStrawberry(NULL){}; 
 
  IFruit* Factory() 
  { 
    if (NULL == m_pStrawberry) 
    { 
      m_pStrawberry = new CStrawberry(); 
    } 
 
    return m_pStrawberry; 
  }; 
 
private: 
  CStrawberry* m_pStrawberry; 
}; 
 
#endif _STRAWBERRY_GARDENER_H_

 

（5）客戶端

FactoryMethodApplication.cpp

// FactoryMethodApplication.cpp : 定義控制臺(tái)應(yīng)用程序的入口點(diǎn)。 
// 
 
#include "stdafx.h" 
#include <Windows.h> 
#include "IFruitGardener.h" 
#include "CAppleGardener.h" 
#include "CGrapeGardener.h" 
#include "CStrawberryGardener.h" 
 
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) 
{ 
  static IFruitGardener* pFruitFactory1 = NULL; 
  static IFruitGardener* pFruitFactory2 = NULL; 
  static IFruit* pFruit1 = NULL; 
  static IFruit* pFruit2 = NULL; 
 
  pFruitFactory1 = new CAppleGardener(); 
  if (NULL != pFruitFactory1) 
  { 
    pFruit1 = pFruitFactory1->Factory(); 
    if (NULL != pFruit1) 
    { 
      pFruit1->grow(); 
      pFruit1->harvest(); 
      pFruit1->plant(); 
    }     
  } 
 
  pFruitFactory2 = new CGrapeGardener(); 
  if (NULL != pFruitFactory2) 
  { 
    pFruit2 = pFruitFactory2->Factory(); 
    if (NULL != pFruit2) 
    {       
      pFruit2->grow(); 
      pFruit2->harvest(); 
      pFruit2->plant(); 
    } 
  } 
 
  Sleep(10000); 
 
  return 0; 
}

總結(jié)

首先無論是簡(jiǎn)單工廠模式還是工廠方法模式都是把不變的地方提取出來，把容易發(fā)生變化的封裝起來。以達(dá)到做大程度的復(fù)用，和適應(yīng)用戶的變動(dòng)，以及項(xiàng)目的擴(kuò)展。

一、簡(jiǎn)單工廠模式

1.理解

又稱為靜態(tài)工廠模式，它專門定義一個(gè)類來負(fù)責(zé)創(chuàng)建其他類的實(shí)例，被創(chuàng)建的實(shí)例通常都具有相通的父類。由工廠類根據(jù)傳入的參數(shù)動(dòng)態(tài)決定應(yīng)該創(chuàng)建哪一個(gè)產(chǎn)品類的實(shí)例。它包含必要的判斷邏輯，能根據(jù)外界給定的信息，決定應(yīng)該穿件那個(gè)具體類的對(duì)象。簡(jiǎn)單工廠模式可以理解為父親給兒子留了一筆錢，規(guī)定這筆錢可以用于上學(xué)、買房或者買車，然后讓兒子自己選擇用于哪一個(gè)。

2.優(yōu)點(diǎn)

工廠類包含必要的邏輯判斷，可以決定在什么時(shí)候創(chuàng)建哪一個(gè)類的實(shí)例，客戶端可以避免直接創(chuàng)建對(duì)象。這樣就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)責(zé)任的分割，降低耦合性，明確了具體的職責(zé)和權(quán)力，有利于整個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)化。

3.缺點(diǎn)

當(dāng)產(chǎn)品具有比較復(fù)雜的多層結(jié)構(gòu)時(shí)，它的工廠類只有一個(gè)，這時(shí)候再以不變應(yīng)萬變就成為它最大的缺點(diǎn)了。因?yàn)楣S類是整個(gè)組織的核心，它聚集了所有產(chǎn)品的創(chuàng)建邏輯，一旦工廠不能正常工作，整個(gè)系統(tǒng)都會(huì)受到影響，可擴(kuò)展性較差。擴(kuò)展性差一旦有新的需求，就不得不修改工廠邏輯，這樣就會(huì)導(dǎo)致工廠邏輯過為復(fù)雜，違背了開——閉原則。同時(shí)靜態(tài)工廠方法不利于形成基于繼承的等級(jí)結(jié)構(gòu)。

二、工廠方法模式

1.理解

它是一個(gè)粒度很小的設(shè)計(jì)模式，因?yàn)槟Ｊ降谋憩F(xiàn)只是一個(gè)抽象的方法。工廠方法模式定義了一個(gè)用于創(chuàng)建對(duì)象的界面，讓子類決定具體實(shí)例化哪一個(gè)類。也就是在工廠和產(chǎn)品之間增加界面，工廠不再負(fù)責(zé)產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)，有借口針對(duì)不同條件返回不同的類實(shí)例，再由具體類實(shí)例去實(shí)現(xiàn)。工廠方法時(shí)簡(jiǎn)單工廠的衍生，改進(jìn)了許多簡(jiǎn)單工廠的缺點(diǎn)，遵循了開——閉原則，實(shí)現(xiàn)了可擴(kuò)展，可以用于更為復(fù)雜的產(chǎn)品結(jié)果場(chǎng)合。工廠方法可以理解為同樣是父親給兒子留了一筆錢，然后直接讓兒子去支配，怎么花父親一律不管。

2.優(yōu)點(diǎn)

工廠方法模式客服了簡(jiǎn)單工廠的很多缺點(diǎn)，它每個(gè)具體工廠只完成單一任務(wù)，而且遵循開——閉原則，代碼簡(jiǎn)潔而且具有良好的擴(kuò)展性。

3.缺點(diǎn)

如果有產(chǎn)品類需要修改，對(duì)應(yīng)的工廠類也需要進(jìn)行修改。一旦有多個(gè)產(chǎn)品類都需要修改的時(shí)候，對(duì)號(hào)入座的問題就出現(xiàn)了，這是對(duì)工廠類的修改就會(huì)變得相當(dāng)復(fù)雜。因此工廠方法模式雖然有利于擴(kuò)展但是不利于維護(hù)。

綜上所述，我們就可以知道針對(duì)不同的情況具體采用哪種模式對(duì)編程更有利了。當(dāng)需要?jiǎng)?chuàng)建的對(duì)象比較少，客戶只知道傳入工廠的參數(shù)，并不關(guān)心如何創(chuàng)建對(duì)象的時(shí)候就可以采用簡(jiǎn)單工廠模式；當(dāng)類將創(chuàng)建對(duì)象的職責(zé)委托給多個(gè)幫助子類中的某一個(gè)時(shí)就可以采用工廠方法模式了。

上一篇：C++設(shè)計(jì)模式編程之Flyweight享元模式結(jié)構(gòu)詳解

欄    目：C語言

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本文標(biāo)題：C++設(shè)計(jì)模式編程中簡(jiǎn)單工廠與工廠方法模式的實(shí)例對(duì)比

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