工厂方法模式

模式的定义与特点

工厂方法（FactoryMethod）模式的定义：定义一个创建产品对象的工厂接口，将产品对象的实际创建工作推迟到具体子工厂类当中。这满足创建型模式中所要求的“创建与使用相分离”的特点。

本节介绍的“工厂方法模式”是对简单工厂模式的进一步抽象化，其好处是可以使系统在不修改原来代码的情况下引进新的产品，即满足开闭原则。

工厂方法模式的主要优点有：

• 用户只需要知道具体工厂的名称就可得到所要的产品，无须知道产品的具体创建过程；
• 在系统增加新的产品时只需要添加具体产品类和对应的具体工厂类，无须对原工厂进行任何修改，满足开闭原则；

其缺点是：每增加一个产品就要增加一个具体产品类和一个对应的具体工厂类，这增加了系统的复杂度。

模式的结构与实现

工厂方法模式由抽象工厂、具体工厂、抽象产品和具体产品等4个要素构成。本节来分析其基本结构和实现方法。

1. 模式的结构

工厂方法模式的主要角色如下。

1. 抽象工厂（Abstract Factory）：提供了创建产品的接口，调用者通过它访问具体工厂的工厂方法 newProduct() 来创建产品。
2. 具体工厂（ConcreteFactory）：主要是实现抽象工厂中的抽象方法，完成具体产品的创建。
3. 抽象产品（Product）：定义了产品的规范，描述了产品的主要特性和功能。
4. 具体产品（ConcreteProduct）：实现了抽象产品角色所定义的接口，由具体工厂来创建，它同具体工厂之间一一对应。

其结构图如图 1 所示。

图1 工厂方法模式的结构图

//抽象工厂，提供了对象产生的纯虚函数，函数的返回值是抽象产品
#pragma once
#include "animalAbstractProduct.h"

class animalAbstractFactory {
public:
    virtual animalAbstractProduct* createAnimal() = 0;
};

//具体工厂，实现抽象工厂中对象创建的方法
#pragma once
#include "animalAbstractFactory.h"
#include "animalConcreteProduct.h"
class pigFactory : public animalAbstractFactory {
    animalAbstractProduct* createAnimal() {
        return new pig();
    }
};

class dogFactory : public animalAbstractFactory {
    animalAbstractProduct* createAnimal() {
        return new dog();
    }
};

class catFactory : public animalAbstractFactory {
    animalAbstractProduct* createAnimal() {
        return new cat();
    }
};

//抽象产品，定义了产品的规范，描述了产品的特性
#pragma once
#include <string>
class animalAbstractProduct{
public:
    virtual std::string getAnimalName() = 0;
};

//具体产品，产品的具体定义
#pragma once
#include "animalAbstractProduct.h"
#include <string>
class pig : public animalAbstractProduct {
public:
    std::string getAnimalName() {
        return "I am a pig!";
    }
};

class cat : public animalAbstractProduct {
public:
    std::string getAnimalName() {
        return "I am a cat!";
    }
};

class dog : public animalAbstractProduct {
public:
    std::string getAnimalName() {
        return "I am a dog!";
    }
};

//客户端代码
#include "animalConcreteFactory.h"
#include "animalConcreteProduct.h"
#include <iostream>
#include <string>
int main() {
    animalAbstractFactory *pFactory = new dogFactory();
    animalAbstractProduct *dog = pFactory->createAnimal();
    std::cout << "Dog Factory: s" + dog->getAnimalName() << std::endl;

    delete pFactory;
    pFactory = NULL;
    pFactory = new catFactory();
    animalAbstractProduct *cat = pFactory->createAnimal();
    std::cout << "Cat Factory: s" + cat->getAnimalName() << std::endl;

    delete pFactory;
    pFactory = NULL;
    pFactory = new pigFactory();
    animalAbstractProduct *pig = pFactory->createAnimal();
    std::cout << "Pig Factory: s" + pig->getAnimalName() << std::endl;
    return 0;
}

源码地址：https://github.com/zhousong666/TestProject/tree/master/DesignModel/PatternOfFactoryMethod