[设计模式、C++、go]创建型模式：工厂模式

文章目录 工厂模式介绍类图代码实现：C++测试： go测试： 优缺点场景扩展

工厂模式 介绍

前言：
您需要一辆汽车，可以直接从工厂里面提货，而不用去管这辆汽车是怎么做出来的，以及这个汽车里面的具体实现。而工厂类也就是充当工厂的作用，我们也要告诉这个类，要什么类型的对象，就要返回给我们。

其定义为：Define an interfaclass="superseo">ce for creating an object,but let subclasses decide whichclass to instantiate.Factory Method lets a class defer instantiation tosubclasses.（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。工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类。）

注意事项：
作为一种创建类模式，在任何需要生成复杂对象的地方，都可以使用工厂方法模式。有一点需要注意的地方就是复杂对象适合使用工厂模式，而简单对象，特别是只需要通过 new 就可以完成创建的对象，无需使用工厂模式。如果使用工厂模式，就需要引入一个工厂类，会增加系统的复杂度。

意图：定义一个创建对象的接口，让其子类自己决定实例化哪一个工厂类，工厂模式使其创建过程延迟到子类进行。
主要解决：主要解决接口选择的问题。
何时使用：我们明确地计划不同条件下创建不同实例时。
如何解决：让其子类实现工厂接口，返回的也是一个抽象的产品。
关键代码：创建过程在其子类执行

类图

在工厂方法模式中，抽象产品类Product负责定义产品的共性，实现对事物最抽象的定义；Creator为抽象创建类，也就是抽象工厂，具体如何创建产品类ConcreteProduct是由具体的实现工厂ConcreteCreator完成的

如果对类图还有一些疑问，可往下看，代码实现中的类图更加明了

代码实现：

我们在模块内部实现一个 计算器(能够完成 + - * \ ) 功能，外部调用工厂类进行计算

C++

//运算类
class Operator{
public:
	int numA;
	int numB;
	virtual int GetResult() = 0;
};
//加法类
class OperatorAdd :public Operator{
public:
	int GetResult(){
		return numA + numB;
	}
};
//减法类
class OperatorSub :public Operator{
public:
	int GetResult(){
		return numA - numB;
	}
};
//乘法类
class OperatorMul :public Operator{
public:
	int GetResult(){
		return numA * numB;
	}
};
//除法类
class OperatorDiv :public Operator{
public:
	int GetResult(){
		if (numB == 0){
			printf("除数不能为0\n");
		}
		return numA / numB;
	}
};
//工厂类
class OperatorFactory{
public:
	virtual Operator* CreateOperator() = 0;

};
//加法工厂
class OperatorAddFactory :public OperatorFactory{
public:
	Operator* CreateOperator(){
		 return new OperatorAdd;
	}
};
//减法工厂
class OperatorSubFactory :public OperatorFactory{
public:
	Operator* CreateOperator(){
		return new OperatorSub;
	}
};
//乘法工厂
class OperatorMulFactory :public OperatorFactory{
public:
	Operator* CreateOperator(){
		return new OperatorMul;
	}
};
//除法工厂
class OperatorDivFactory :public OperatorFactory{
public:
	Operator* CreateOperator(){
		return new OperatorDiv;
	}
};

测试：

  void FactoryTest(){
	OperatorFactory* opt = new OperatorAddFactory;
	Operator* op = opt->CreateOperator();
	op->numA = 1;
	op->numB = 1;
	cout<<op->GetResult() << endl;
	OperatorFactory* opt1 = new OperatorSubFactory;
	Operator* op1 = opt1->CreateOperator();
	op1->numA = 2;
	op1->numB = 1;
	cout << op1->GetResult() << endl;
	OperatorFactory* opt2 = new OperatorMulFactory;
	Operator* op2 = opt2->CreateOperator();
	op2->numA = 3;
	op2->numB = 1;
	cout << op2->GetResult() << endl;
	OperatorFactory* opt3 = new OperatorDivFactory;
	Operator* op3 = opt3->CreateOperator();
	op3->numA = 4;
	op3->numB = 1;
	cout << op3->GetResult() << endl;

}

go

package Factory
//运算类接口
type Operator interface{
    SetnumA(int)
    SetnumB(int)
    GetResult()int
}
//运算类
type operatorNum struct{
     numA,numB int 
}

func (o *operatorNum)SetnumA(num int){
      o.numA=num
}
func (o *operatorNum)SetnumB(num int){
      o.numB=num
}
//减法类
type operatorSub struct{
     *operatorNum
}

func (o *operatorSub)GetResult()int{
     return o.numA-o.numB
}
//加法类
type operatorAdd struct{
     *operatorNum
}

func (o *operatorAdd)GetResult()int{
     return o.numA+o.numB
}
//乘法类
type operatorMul struct{
     *operatorNum
}

func (o *operatorMul)GetResult()int{
     return o.numA*o.numB
}
//除法类
type operatorDiv struct{
     *operatorNum
}

func (o *operatorDiv)GetResult()int{
     if o.numB==0 {
          return 0
     }
     return o.numA/o.numB
}
//工厂类接口
type OperatorFactory interface{
     Create()Operator
}
//加法工厂类
type OperatorAddFactory struct{
}
func (o *OperatorAddFactory)Create()Operator{
      return &operatorAdd{
            operatorNum:&operatorNum{},
      }
}
//减法工厂类
type OperatorSubFactory struct{
}
func (o *OperatorSubFactory)Create()Operator{
      return &operatorSub{
            operatorNum:&operatorNum{},
      }
}
//乘法工厂类
type OperatorMulFactory struct{
}
func (o *OperatorMulFactory)Create()Operator{
      return &operatorMul{
            operatorNum:&operatorNum{},
      }
}
//除法工厂类
type OperatorDivFactory struct{
}
func (o *OperatorDivFactory)Create()Operator{
      return &operatorDiv{
            operatorNum:&operatorNum{},
      }
}

测试：

package main

import (
    "fmt"
    f "Factory"
 )


func main(){
   of:=&f.OperatorAddFactory{}
   op :=of.Create()
   op.SetnumA(1)
   op.SetnumB(2)
   fmt.Println(op.GetResult())
 
   of1:=&f.OperatorSubFactory{}
   op1 :=of1.Create()
   op1.SetnumA(1)
   op1.SetnumB(2)
   fmt.Println(op1.GetResult())
 
   of2:=&f.OperatorMulFactory{}
   op2 :=of2.Create()
   op2.SetnumA(1)
   op2.SetnumB(2)
   fmt.Println(op2.GetResult())
   
   of3:=&f.OperatorDivFactory{}
   op3 :=of3.Create()
   op3.SetnumA(2)
   op3.SetnumB(1)
   fmt.Println(op3.GetResult())
}

优缺点

优点：
1、一个调用者想创建一个对象，只要知道其名称就可以了。
2、扩展性高，如果想增加一个产品，只要扩展一个工厂类就可以。
3、屏蔽产品的具体实现，调用者只关心产品的接口。

缺点：
每次增加一个产品时，都需要增加一个具体类和对象实现工厂，使得系统中类的个数成倍增加，在一定程度上增加了系统的复杂度，同时也增加了系统具体类的依赖。这并不是什么好事。

场景

使用场景：
1、日志记录器：记录可能记录到本地硬盘、系统事件、远程服务器等，用户可以选择记录日志到什么地方。
2、数据库访问，当用户不知道最后系统采用哪一类数据库，以及数据库可能有变化时。
3、设计一个连接服务器的框架，需要三个协议，“POP3”、“IMAP”、“HTTP”，可以把这三个作为产品类，共同实现一个接口。

注意事项：作为一种创建类模式，在任何需要生成复杂对象的地方，都可以使用工厂方法模式。有一点需要注意的地方就是复杂对象适合使用工厂模式，
而简单对象，特别是只需要通过 new 就可以完成创建的对象，无需使用工厂模式。如果使用工厂模式，就需要引入一个工厂类，会增加系统的复杂度。

扩展

简单工厂模式：https://blog.csdn.net/weixin_43519514/article/details/122068885

参考：
《设计模式之禅》、《大话设计模式》、菜鸟教程

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