设计模式：工厂模式（续：虚构造函数和抽象工厂）

在之前的《设计模式：工厂模式》中记录了两种用于创建派生类对象的工厂模式，第一种模式直接使用基类的静态成员函数来创建派生类的对象，在该静态成员函数中直接调用了派生类的构造函数，第二种模式是使用基类工厂的静态成员函数，通过基类工厂中保存的各派生类工厂来创建派生类对象，派生类工厂是派生类的嵌套类，相当于为派生类量身定做的专属工厂，这些专属工厂的存在使得基类工厂不必了解创建派生类对象的细节。今天主要记录另外两种工厂模式：虚构造函数和抽象工厂。虚构造函数模式与前两种工厂模式不同，在前两种工厂模式中，基类是基类，派生类是派生类，在虚构造函数模式中，基类虽然还是基类，但是基类的行为却是派生类的行为，所以从作用效果上看，基类貌似就是派生类了，下面看一个简单的例子：

class Base {
Base *p;
protected:
Base() { p = NULL; }
public:
Base(const string &str);
~Base();
virtual void func() { p->func(); }
};

这是基类的定义，基类中有一个基类的指针：p ，这个指针最终将指向一个派生类对象，注意到在基类的成员函数func()中，通过p调用了派生类的func()，所以基类的行为就是派生类的行为，下面我们看一下Base(const string &str)的定义：

Base::Base(const string &str) {
if(str=="A") p = new A();
if(str=="B") p = new B();
}

所以当我们调用上述构造函数来创建一个基类对象时，同时将基类的成员指针p指向了一个派生类对象，接下来这个基类对象的所有行为都是派生类的行为，所以基类对象看起来就像一个派生类对象，这就是所谓的“虚构造函数”。下面是完整的代码：

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;

class Base {
Base *p;
protected:
Base() { p = NULL; }
public:
Base(const string &str);
~Base();
virtual void func() { p->func(); }
};

class A : public Base {
A() {}
A(const A&) {}
friend class Base;
public:
void func() { cout<<"This is from A"<<endl; }
};

class B : public Base {
B() {}
B(const B&) {}
friend class Base;
public:
void func() { cout<<"This is from B"<<endl; }
};

Base::Base(const string &str) {
if(str=="A") p = new A();
if(str=="B") p = new B();
}

Base::~Base() {
delete p;
}

int main() {

Base *s = new Base("A");
s->func();
delete s;

return 0;
}

需要注意的是Base中还有一个无参的默认构造函数，这个构造函数将在创建派生类对象的时候被调用，来初始化派生类对象中的基类子对象，即来初始化p，不过这个p对于我们而言是没用的，所以将之初始化为0，不过令p=0还有一个好处，因为在销毁基类对象的时候会调用基类的析构函数，在析构函数中有delete p，这将引发派生类的析构函数，之后派生类的析构函数又会调用基类子对象的析构函数，即会第二次调用基类的析构函数，唯一不同的是此p非彼p，如果此p不为0，可能引发未知的后果。

抽象工厂模式也很简单，其本意是有一大堆派生类工厂，这些派生类工厂根据自己的需要创建合适的对象，直接看代码或许更直观：

class BaseA {};
class A1 : public BaseA{};
class A2 : public BaseA{};

class BaseB {};
class B1 : public BaseB {};
class B2 : public BaseB {};

class Factory {
public:
virtual BaseA* createA() = 0;
virtual BaseB* createB() = 0;
};

class OneFactory : public Factory {
BaseA* createA() { return new A1(); }
BaseB* createB() { return new B1(); }
};

class TwoFactory : public Factory {
BaseA* createA() { return new A2(); }
BaseB* createB() { return new B2(); }
};

Factory提供公共的接口，OneFactory根据自己的需要重新定义createA和createB，生成A1和B1的对象，TwoFactory也是根据自己的需要重新定义createA和createB，来分别生成A2和B2的对象。使用方式如下：

int main() {

Factory *p1 = new OneFactory();
p1->createA();
Factory *p2 = new TwoFactory();
p2->createA();
return 0;
}