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设计模式--工厂模式

news 2025/8/20 5:11:05

这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。在工厂模式中，我们在创建对象时不会对客户端暴露创建逻辑，并且是通过使用一个共同的接口来指向新创建的对象。
工厂模式主要使用了C++的多态特性。将存在继承关系的类，通过一个工厂类创建对应的子类（派生类）对象。在项目复杂的情况下，可以便于子类对象的创建。
工厂模式的实现方式可分别简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式，每个实现方式都存在优和劣。
以制鞋厂为例对这三种工厂模式进行举例说明

1. 简单工厂模式

1.1 UML图

类比情形：鞋厂可以指定生产耐克、阿迪达斯和李宁牌子的鞋子。哪个鞋炒的火爆，老板就生产哪个，看形势生产。
UML图如下：
在这里插入图片描述
一个工厂类包含如下三要素：

工厂类：工厂模式的核心类，会定义一个用于创建指定的具体实例对象的接口。
抽象产品类：是具体产品类的继承的父类或实现的接口。
具体产品类：工厂类所创建的对象就是此具体产品实例。

1.2 具体代码实现

/*** Shoes为鞋子的抽象类（基类），接口函数为Show()，用于显示鞋子广告。* NiKeShoes、AdidasShoes、LiNingShoes为具体鞋子的类，分别是耐克、阿迪达斯和李 宁鞋牌的鞋，它们都继承于Shoes抽象类。*/
#include<iostream>
using namespace std;// 鞋子抽象类
class Shoes
{
public:virtual ~Shoes() {}virtual void Show() = 0; // 纯虚函数在子类实现
};// 耐克鞋子
class NiKeShoes : public Shoes
{
public:void Show(){std::cout << "我是耐克球鞋，我的广告语：Just do it" << std::endl;}
};// 阿迪达斯鞋子
class AdidasShoes : public Shoes
{
public:void Show(){std::cout << "我是阿迪达斯球鞋，我的广告语:Impossible is nothing" << std::endl;}
};// 李宁鞋子
class LiNingShoes : public Shoes
{
public:void Show(){std::cout << "我是李宁球鞋，我的广告语：Everything is possible" << std::endl;}
};enum SHOES_TYPE
{NIKE,LINING,ADIDAS
};// 总鞋厂
class ShoesFactory
{
public:// 根据鞋子类型创建对应的鞋子对象Shoes *CreateShoes(SHOES_TYPE type){switch (type){case NIKE:return new NiKeShoes();break;case LINING:return new LiNingShoes();break;case ADIDAS:return new AdidasShoes();break;default:return NULL;break;}}
};int main()
{ShoesFactory shoesfactory;Shoes* ptr_nike_shoes = shoesfactory.CreateShoes(NIKE);if(ptr_nike_shoes != NULL){ptr_nike_shoes->Show();delete ptr_nike_shoes;ptr_nike_shoes = NULL;} Shoes* ptr_adidas_shoes = shoesfactory.CreateShoes(ADIDAS);if(ptr_adidas_shoes != NULL){ptr_adidas_shoes->Show();delete ptr_adidas_shoes;ptr_adidas_shoes = NULL;}Shoes* ptr_lining_shoes = shoesfactory.CreateShoes(LINING);if(ptr_lining_shoes != NULL){ptr_lining_shoes->Show();delete ptr_lining_shoes;ptr_lining_shoes = NULL;}return 0;    
}

2. 工厂方法模式

2.1 UML图

**类比情形：**现各类鞋子抄的非常火热，于是为了大量生产每种类型的鞋子，则要针对不同品牌的鞋子开设独立的生产线，那么每个生产线就只能生产同类型品牌的鞋。
UML图：
在这里插入图片描述
工厂方法模式的结构组成：

抽象工厂类：工厂方法模式的核心类，提供创建具体产品的接口，由具体工厂类实现。
具体工厂类：继承于抽象工厂，实现创建对应具体产品对象的方式。
抽象产品类：它是具体产品继承的父类（基类）。
具体产品类：具体工厂所创建的对象，就是此类。

2.2 具体代码实现

#include<iostream>
using namespace std;// 鞋子抽象类
class Shoes
{
public:virtual ~Shoes() {}virtual void Show() = 0; // 纯虚函数在子类实现
};// 耐克鞋子
class NiKeShoes : public Shoes
{
public:void Show(){std::cout << "我是耐克球鞋，我的广告语：Just do it" << std::endl;}
};// 阿迪达斯鞋子
class AdidasShoes : public Shoes
{
public:void Show(){std::cout << "我是阿迪达斯球鞋，我的广告语:Impossible is nothing" << std::endl;}
};// 李宁鞋子
class LiNingShoes : public Shoes
{
public:void Show(){std::cout << "我是李宁球鞋，我的广告语：Everything is possible" << std::endl;}
};// 总鞋厂实现
class ShoesFactory
{
public:virtual Shoes *CreateShoes() = 0;virtual ~ShoesFactory() {}
};// 耐克生产鞋厂
class NikeProducer : public ShoesFactory
{
public:Shoes *CreateShoes(){return new NiKeShoes();}
};// 阿迪达斯生产鞋厂
class AdidasProductor : public ShoesFactory
{
public:Shoes *CreateShoes(){return new AdidasShoes();}
};// 李宁生产鞋厂
class LiningProductor : public ShoesFactory
{
public:Shoes *CreateShoes(){return new LiNingShoes;}
};int main()
{// ================ 生产耐克流程 ==================== //// 鞋厂开设耐克生产线ShoesFactory *niKeProducer = new NikeProducer();// 耐克生产线产出球鞋Shoes *nikeShoes = niKeProducer->CreateShoes();// 耐克球鞋广告喊起nikeShoes->Show();// 释放资源delete nikeShoes;delete niKeProducer;// ================ 生产阿迪达斯流程 ==================== //// 鞋厂开设阿迪达斯生产者ShoesFactory *adidasProducer = new AdidasProductor();// 阿迪达斯生产线产出球鞋Shoes *adidasShoes = adidasProducer->CreateShoes();// 阿迪达斯球鞋广喊起adidasShoes->Show();// 释放资源delete adidasShoes;delete adidasProducer;return 0;
}

3. 抽象工程模式

场景类比：鞋厂为了扩大了业务，不仅只生产鞋子，把运动品牌的衣服也一起生产了。

3.1 UML图

在这里插入图片描述

3.2 具体代码实现

抽象工厂模式的结构组成（和工厂方法模式一样）：

抽象工厂类：工厂方法模式的核心类，提供创建具体产品的接口，由具体工厂类实现。
具体工厂类：继承于抽象工厂，实现创建对应具体产品对象的方式。
抽象产品类：它是具体产品继承的父类（基类）。
具体产品类：具体工厂所创建的对象，就是此类。

/*
Clothe和Shoes，分别为衣服和鞋子的抽象产品类。
NiKeClothe和NiKeShoes，分别是耐克衣服和耐克衣服的具体产品类。
*/
#include <iostream>
using namespace std;// 衣服基类
class Clothe{
public:virtual void Show() = 0;virtual ~Clothe(){}
};class NikeClothe : public Clothe{
public:void Show(){std::cout << "我是耐克衣服，时尚我最在行！" << std::endl;}
};// 鞋子基类
class Shoes{
public:virtual void Show() = 0;virtual ~Shoes(){};
};class NikeShoes : public Shoes{
public:void Show(){std::cout << "我是耐克球鞋，让你酷起来！" << std::endl;}
};// 总厂
class Factory{
public:virtual Shoes *CreateShoes() = 0;virtual Clothe *CreateClothe() = 0;virtual ~Factory() {}
};class NikeProducer: public Factory{
public:Shoes *CreateShoes(){return new NikeShoes();}Clothe *CreateClothe(){return new NikeClothe();}
};int main(int argc, char *argv[]){Factory *nike_producer = new NikeProducer();Clothe *nike_clothe = nike_producer->CreateClothe();Shoes *nike_shoes = nike_producer->CreateShoes();nike_clothe->Show();nike_shoes->Show();delete nike_producer;delete nike_clothe;delete nike_shoes;
}