C++设计模式-工厂方法

定义
定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。工厂方法（Factory Method）使一个类的实例化延迟到其子类。也叫虚构造器（Virtual Constructor）

结构



理解
1. Product是工厂方法生产产品的抽象基类。
2. Creator是生产产品的工厂对象抽象基类。Creator提供创建虚方法即工厂方法FactoryMeothod()。FactoryMeothod()由派生类（ConcreteCreator）具体实现，生产对应的具体产品（ConcreteProduct）。
3. ConcreteProduct是继承Product的具体产品。
4. ConcreteCreator是生产对应具体产品（ConcreteProduct）的具体工厂。它重新实现继承的工厂方法FactoryMeothod()，生产具体产品。

要点
1. 工厂方法模式中，工厂和产品的基类和派生类是平行关系。抽象产品（Product）对应层次是抽象工厂（Creator）。在派生类层次，每个具体产品（ConcreteProduct）对应一个具体工厂（ConcreteCreator）。换句话说，每新增一个具体产品，就要新增一个对应的具体工厂。
2. 工厂方法的核心是FactoryMeothod()，每个具体工厂都重新实现该接口，产生具体类对象。
3. 工厂方法分离客户端和具体类的实现。利用子类（即具体工厂），让子类来决定如何来生产一个具体产品。这样，客户端（即调用者）只需要知道这个类的抽象类型，由子类去和具体产品类打交道。
4. 工厂基类中的方法AnOperation()，不是工厂方法，只是供具体工厂实现的公共接口（可以说是工厂对产品的使用行为）。但个人认为，工厂方法只是生产产品，公共接口的重点应该是产品，因此在产品基类里增加产品使用的公共接口更加实用。
5. 工厂方法模式的工厂（Creator）若要全局唯一，可以结合单件（Singleton）模式应用。
6. 关于简单工厂(也叫静态工厂)。工厂方法强调的是“让子类决定实例化什么样的对象”，因为子类知道它们要使用的特定产品。如果我们将Creator和ConcreteCreator的角色合一，并且将工厂方法FactoryMeothod()静态化，那么就退化成了简单工厂模式。

应用
1. 工厂方法应用场景：
当一个类不知道它所必须创建的对象的类的时候。
当一个类希望由它的子类来指定它所创建的对象的时候。
当类将创建对象的职责委托给多个帮助子类中的某一个，并且你希望将哪一个帮助子类是代理者这一信息局部化的时候。（往往放在抽象产品侧）
2. Loki库中对工厂方法有一个比较完美的实现，结合了函数对象（Functor），可制定产品创建方法。可参见：http://loki-lib.sourceforge.net/index.php?n=Pattern.FactoryMethod
3. 源码中的应用
COSProduct是产品基类。并且有产品的公共使用接口。
COSCreator是工厂基类。模式结构中的产品使用行为接口AnOperaion并没有出现在工厂基类接口中，放在了产品侧（Start接口）。
具体工厂可以通过继承COSCreator实现，有多少个具体工厂，就要有多少个具体工厂类。通过C++模板可以避免创建多个具体工厂（模板类CConcreteCreator）。

源码
[align=left]#include <iostream>[/align]
[align=left]#include <string>[/align]
[align=left]using namespace std;[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]///////////////////产品[/align]
[align=left]class COSProduct[/align]
[align=left]{[/align]
[align=left]public:[/align]
[align=left] virtual ~COSProduct(){};[/align]
[align=left] //产品的公共接口。相当于AnOperation[/align]
[align=left] virtual void Start() = 0;[/align]
[align=left]};[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]class CWindowsProduct : public COSProduct[/align]
[align=left]{[/align]
[align=left]public:[/align]
[align=left] virtual void Start()[/align]
[align=left] {[/align]
[align=left] cout << "Windows start." << endl;[/align]
[align=left] }[/align]
[align=left]};[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]class CLinuxProduct : public COSProduct[/align]
[align=left]{[/align]
[align=left]public:[/align]
[align=left] virtual void Start()[/align]
[align=left] {[/align]
[align=left] cout << "Linux start." << endl;[/align]
[align=left] }[/align]
[align=left]};[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]///////////////////工厂基类[/align]
[align=left]class COSCreator[/align]
[align=left]{[/align]
[align=left]public:[/align]
[align=left] ~COSCreator(){};[/align]
[align=left] //工厂方法。生产产品[/align]
[align=left] virtual COSProduct* Create() = 0;[/align]
[align=left]};[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]///////////////////具体工厂[/align]
[align=left]class CWindowsCreator : public COSCreator[/align]
[align=left]{[/align]
[align=left]public:[/align]
[align=left] virtual COSProduct* Create()[/align]
[align=left] {[/align]
[align=left] cout << "Create windows…" << endl;[/align]
[align=left] return new CWindowsProduct;[/align]
[align=left] };[/align]
[align=left]};[/align]
[align=left]class CLinuxCreator : public COSCreator[/align]
[align=left]{[/align]
[align=left]public:[/align]
[align=left] virtual COSProduct* Create()[/align]
[align=left] {[/align]
[align=left] cout << "Create linux…" << endl;[/align]
[align=left] return new CLinuxProduct;[/align]
[align=left] };[/align]
[align=left]};[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]/////另一种具体工厂：使用模板避免创建多个具体工厂子类[/align]
[align=left]template<typename T>[/align]
[align=left]class CConcreteCreator : public COSCreator[/align]
[align=left]{[/align]
[align=left]public:[/align]
[align=left] CConcreteCreator(const string strProductType) : m_strProductType(strProductType)[/align]
[align=left] {};[/align]
[align=left] [/align]
[align=left] virtual COSProduct* Create()[/align]
[align=left] {[/align]
[align=left] cout << "ConcreteCreator. product type: " << m_strProductType << endl;[/align]
[align=left] return new T;[/align]
[align=left] };[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]protected:[/align]
[align=left] string m_strProductType;[/align]
[align=left]};[/align]
[align=left] [/align]
[align=left] [/align]
[align=left]int main()[/align]
[align=left]{[/align]
[align=left] COSCreator* pCreator = NULL;[/align]
[align=left] COSProduct *pProduct = NULL;[/align]
[align=left] [/align]
[align=left] pCreator = new CWindowsCreator;[/align]
[align=left] pProduct = pCreator->Create();[/align]
[align=left] pProduct->Start();[/align]
[align=left] delete pProduct;[/align]
[align=left] delete pCreator;[/align]
[align=left] [/align]
[align=left] pCreator = new CLinuxCreator;[/align]
[align=left] pProduct = pCreator->Create();[/align]
[align=left] pProduct->Start();[/align]
[align=left] delete pProduct;[/align]
[align=left] delete pCreator;[/align]
[align=left] [/align]
[align=left] //另一种实现具体工厂方式：使用模板避免创建子类[/align]
[align=left] CConcreteCreator<CWindowsProduct> windowsCreator("windows");[/align]
[align=left] pProduct = windowsCreator.Create();[/align]
[align=left] pProduct->Start();[/align]
[align=left] delete pProduct;[/align]
[align=left] [/align]
[align=left] CConcreteCreator<CLinuxProduct> linuxCreator("linux");[/align]
[align=left] pProduct = linuxCreator.Create();[/align]
[align=left] pProduct->Start();[/align]
[align=left] delete pProduct;[/align]
[align=left] [/align]
[align=left] system("pause");[/align]
[align=left] return 0;[/align]
}

输出：
Create windows…
Windows start.
Create linux…
Linux start.
ConcreteCreator. product type: windows
Windows start.
ConcreteCreator. product type: linux
Linux start.