从设计模式的类型上来说,简单工厂模式是属于创建型模式,又叫静态工厂方法(Static Factory Method)模式,但不属于23种GOF设计模式之一。简单工厂模式是由一个工厂对象决定创建出哪一种产品类的实例。简单工厂模式是工厂模式家族中最简单实用的模式,可以理解为是不同工厂模式的一个特殊实现。
简单工厂模式的实质是由一个工厂类根据传入的参数,动态决定应该创建哪一个产品类(这些产品类继承自一个父类或接口)的实例。
该模式中包含的角色及其职责:(1)、工厂(Creator)角色:简单工厂模式的核心,它负责实现创建所有实例的内部逻辑(一个个if/else分支或者switch/case分支)。工厂类可以被外界直接调用,创建所需的产品对象;(2)、抽象产品(Product)角色:简单工厂模式所创建的所有对象的父类,它负责描述所有实例所共有的公共接口;(3)、具体产品(Concrete Product)角色:是简单工厂模式的创建目标,所有创建的对象都是充当这个角色的某个具体类的实例。
优缺点:(1)、优点:工厂类是整个模式的关键,包含了必要的逻辑判断,根据外界给定的信息,决定究竟应该创建哪个具体类的对象。通过使用工厂类,外界可以从直接创建具体产品对象的尴尬局面摆脱出来,仅仅需要负责”消费”对象就可以了。而不必管这些对象究竟如何创建及如何组织的。明确了各自的职责和权利,有利于整个软件体系结构的优化。(2)、缺点:由于工厂类集中了所有实例的创建逻辑,违反了高内聚责任分配原则,将全部创建逻辑集中到了一个工厂类中;它所能创建的类只能是事先考虑到的如果需要添加新的类,则就需要改变工厂类了。当系统中的具体产品类不断增多的时候,可能会出现要求工厂类根据不同条件创建不同实例的需求。这种对条件的判断和对具体产品类型的判断交错在一起,很难避免模块功能的蔓延,对系统的维护和扩展非常不利。这些缺点在工厂方法模式中得到了一定的克服。
使用场景:工厂类负责创建的对象比较少;客户只知道传入工厂类的参数,对于如何创建对象(逻辑)不关心;由于简单工厂很容易违反高内聚责任分配原则,因此一般只在很简单的情况下应用。
简单工厂模式只需一个工厂类,而工厂方法模式的工厂类随着产品类个数增加而增加。工厂方法模式每个具体工厂类只完成单一任务。简单工厂模式的工厂类是个静态类,在客户端无需实例化。
工厂方法模式:一个抽象产品类,可以派生出多个具体产品类。一个抽象工厂类,可以派生出多个具体工厂类。每个具体工厂类只能创建一个具体产品类的实例。
抽象工厂模式:多个抽象产品类,每个抽象产品类可以派生出多个具体产品类。一个抽象工厂类,可以派生出多个具体工厂类。每个具体工厂类可以创建多个具体产品类的实例。
示例代码:
#include <iostream>
using namespace std;
typedef enum ProductTypeTag
{
ADD = 1,
SUB = 2,
MUL = 3,
DIV = 4
}PRODUCTTYPE;
//基类
class COperation
{
public:
COperation() : m_numA(0.0), m_numB(0.0)
{
cout<<"COperation constructor"<<endl;
}
virtual ~COperation()
{
cout<<"COperation destructor"<<endl;
}
virtual double GetResult() = 0;
protected:
double m_numA;
double m_numB;
};
//加法
class CAddOperation : public COperation
{
public:
CAddOperation(double a, double b)
{
cout<<"CAddOperation constructor"<<endl;
m_numA = a;
m_numB = b;
}
virtual ~CAddOperation()
{
cout<<"CAddOperation destructor"<<endl;
}
virtual double GetResult()
{
return (m_numA + m_numB);
}
};
//减法
class CSubOperation : public COperation
{
public:
CSubOperation(double a, double b)
{
cout<<"CSubOperation constructor"<<endl;
m_numA = a;
m_numB = b;
}
virtual ~CSubOperation()
{
cout<<"CSubOperation destructor"<<endl;
}
virtual double GetResult()
{
return (m_numA - m_numB);
}
};
//乘法
class CMulOperation : public COperation
{
public:
CMulOperation(double a, double b)
{
cout<<"CMulOperation constructor"<<endl;
m_numA = a;
m_numB = b;
}
virtual ~CMulOperation()
{
cout<<"CMulOperation destructor"<<endl;
}
virtual double GetResult()
{
return (m_numA * m_numB);
}
};
//除法
class CDivOperation : public COperation
{
public:
CDivOperation(double a, double b)
{
cout<<"CDivOperation constructor"<<endl;
m_numA = a;
m_numB = b;
}
virtual ~CDivOperation()
{
cout<<"CDivOperation destructor"<<endl;
}
virtual double GetResult()
{
return (m_numA / m_numB);
}
};
//工厂类
class CCalculatorFactory
{
public:
static COperation* CreateOperation(PRODUCTTYPE type, double a, double b)
{
switch (type)
{
case 1:
return new CAddOperation(a, b);
break;
case 2:
return new CSubOperation(a, b);
break;
case 3:
return new CMulOperation(a, b);
break;
case 4:
return new CDivOperation(a, b);
break;
default:
return NULL;
}
}
};
int main()
{
CCalculatorFactory* calFactory = new CCalculatorFactory();
int type = 0;
double a = 10, b = 2;
type = 1;
COperation* operation = calFactory->CreateOperation((PRODUCTTYPE)type, a, b);
if (operation) {
cout<<operation->GetResult()<<endl;
delete operation;
operation = NULL;
}
type = 2;
operation = calFactory->CreateOperation((PRODUCTTYPE)type, a, b);
if (operation) {
cout<<operation->GetResult()<<endl;
delete operation;
operation = NULL;
}
type = 3;
operation = calFactory->CreateOperation((PRODUCTTYPE)type, a, b);
if (operation) {
cout<<operation->GetResult()<<endl;
delete operation;
operation = NULL;
}
type = 4;
operation = calFactory->CreateOperation((PRODUCTTYPE)type, a, b);
if (operation) {
cout<<operation->GetResult()<<endl;
delete operation;
operation = NULL;
}
if (calFactory) {
delete calFactory;
calFactory = NULL;
}
/*result
COperation constructor
CAddOperation constructor
12
CAddOperation destructor
COperation destructor
COperation constructor
CSubOperation constructor
8
CSubOperation destructor
COperation destructor
COperation constructor
CMulOperation constructor
20
CMulOperation destructor
COperation destructor
COperation constructor
CDivOperation constructor
5
CDivOperation destructor
COperation destructor
*/
return 0;
}
简单工厂模式结构图:
简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式三者之间的区别:
(1)、简单工厂模式:一个工厂类(负责创建所有实例的内部逻辑,此工厂类可以被外界直接调用,此工厂类是个静态类,在客户端无需实例化),一个抽象产品类(所有具体产品类的父类,负责描述所有实例共有的公共接口),多个具体产品类。
(2)、工厂方法模式:一个抽象工厂类,多个具体工厂类(每个具体工厂类只能创建一个具体产品类实例),一个抽象产品类,多个具体产品类。
(3)、抽象工厂模式:一个抽象工厂类,多个具体工厂类(每个具体工厂类可以创建多个具体产品类实例),多个抽象产品类(每个抽象产品类可以派生出多个具体产品类),多个具体产品类。
参考文献:
1、 http://baike.baidu.com/view/1227908.htm
2、 http://www.cnblogs.com/beniao/archive/2008/08/09/1263318.html
3、 http://blog.csdn.net/lilu_leo/article/details/7592678
4、 http://www.jellythink.com/archives/42
5、 http://www.cppblog.com/wolf/articles/122609.html
6、 http://www.mianwww.com/html/2011/12/12375.html