GeekBand C++ 设计模式 第二周笔记
2017-03-26 23:13
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Factory Method(工厂方法)
1 应用场景在软件系统中,经常面临着创建对象的工作;由于需求的变化,需要创建的对象的具体类型经常变化。
2 定义与解释
定义一个用于创建对象的接口,让子类决定具体实例化哪个类。Factory Method是的一个类的实例化延迟到子类。(目的是解耦,手段是虚函数)
考虑之前在学习观察者模式的文件分割器例子,通常来讲,我们很可能写出这样的代码:
BinarySplitter * splitter= new BinarySplitter();//依赖具体类
声明一个文件分割器的对象,接下来再使用它。但实际上这是不符合”面向接口编程”的,它直接的使用了BinarySplitter具体类进行编程。我们可能会有二进制分割器,文本分割器,视频分割器等等。那我们接下来就会想到,使用一个抽象类接口,然而这样只能部分地消除依赖:
ISplitter * splitter = //不再依赖具体类
new BinarySplitter();//仍然依赖具体类,BinarySplitter不存在时无法编译通过
在这种情况下,只要有依赖就仍然做不到解耦。而后边又无法搞成接口类,(接口类无法执行new操作)。这就引入了工厂方法,这是面向接口编程的第一步需求。
工厂方法就是用一个函数来代替new操作,这个函数要能够产生各种不同的分割器,我们就又想到了虚函数(虚函数和继承机制是延迟决定的唯一方法),如下图工厂方法的具体代码,不同的工厂产生不同的分割器:
class SplitterFactory{ public: virtual ISplitter* CreateSplitter()=0; virtual ~SplitterFactory(){} }; //具体工厂 class BinarySplitterFactory: public SplitterFactory{ public: virtual ISplitter* CreateSplitter(){ return new BinarySplitter(); } }; class TxtSplitterFactory: public SplitterFactory{ public: virtual ISplitter* CreateSplitter(){ return new TxtSplitter(); } };
在使用这个分割器的时候,如下面的MFC中的例子:
{ SplitterFactory* factory;//工厂 public: MainForm(SplitterFactory* factory){ //利用传入参数来决定用什么文件分割器,这就把"变化"的范围限制在MainForm之外了 this->factory=factory; } void Button1_Click(){ ISplitter * splitter= factory->CreateSplitter(); //创造性的做出了一个多态的new splitter->split(); } };
Abstract Factory(抽象工厂)
1 应用场景在软件系统中,经常面临着创建”一系列相互依赖的对象”(和上边的唯一不同就是一系列相互依赖)的工作;由于需求的变化,需要创建的对象的具体类型经常变化。
2 定义与解释
提供一个接口,让该接口负责创建一系列”相关或相互依赖的对象” ,无需指定它们具体的类。
考虑在软件的层次架构中的数据访问层,需要访问数据库。现在使用的是SQL的数据库,但是以后有可能会使用其他种类的数据库比如Oracle等。我们的想法还是进行面向接口的编程,应用工厂方法之后我们不难写出如下的接口:
//数据库访问有关的基类 class IDBConnection{ }; class IDBConnectionFactory{ public: virtual IDBConnection* CreateDBConnection()=0; }; //支持SQL Server class SqlConnection: public IDBConnection{ }; class SqlConnectionFactory:public IDBConnectionFactory{ }; //支持Oracle class OracleConnection: public IDBConnection{ }; class OracleConnectionFactory: public IDBConnectionFactory { };
但是这种情况下,用户需要手动搭配DBConnection,DataReader存在用户错误的把不同类型的操作拼到一起的问题。
因此我们希望能进一步进项抽象,提取这些工厂的特质,就产生了抽象工厂方法。其实更应该叫做”家族工厂”“工厂组”之类,它把不同的操作用同一个工厂类产生,防止了某些用户错误地把不同种类的操作混杂在一起(例如SQL的Command配上Oracle的Reader)。
class IDBFactory{ public: virtual IDBConnection* CreateDBConnection()=0; virtual IDBCommand* CreateDBCommand()=0; virtual IDataReader* CreateDataReader()=0; }; class SqlDBFactory:public IDBFactory{ public: virtual IDBConnection* CreateDBConnection()=0; virtual IDBCommand* CreateDBCommand()=0; virtual IDataReader* CreateDataReader()=0; };
Prototype(原型)
1 应用场景在软件系统中,经常面临着创建”某些结构复杂的的对象”的工作;由于需求的变化,需要创建的对象的具体类型经常变化,但是他们却拥有比较比较一致的接口。
2 定义与解释
使用一个原型实例指定创建对象的种类,通过复制这个原型创建对象。
仍然考虑文件分割器,我们类比工厂方法。原型模式是一种特殊的创建,通过克隆(复制构造)来进行创建。
//抽象类 class ISplitter{ public: virtual void split()=0; virtual ISplitter* clone()=0; //通过克隆自己来创建对象 virtual ~ISplitter(){} }; //具体类,直接利用拷贝构造函数进行配置 class BinarySplitter : 4000 public ISplitter{ public: virtual ISplitter* clone(){ return new BinarySplitter(*this); } };
但是这种情况下,用户需要手动搭配DBConnection,DataReader存在用户错误的把不同类型的操作拼到一起的问题。
在使用这个抽象的时候,如下面的例子。必须强调原型对象尽管已经存在了,但是它不是用来更改的,只能用来复制。(否则不同的操作之间就可能产生影响,相当于原型有了初值。)
class MainForm : public Form { ISplitter* prototype;//原型对象 public: MainForm(ISplitter* prototype){ this->prototype=prototype; //让原型对象指向传过来的原型 } void Button1_Click(){ ISplitter * splitter= prototype->clone(); //克隆原型 splitter->split(); } };
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