C++ 设计模式——简单工厂模式

简单工厂模式

- - 简单工厂模式
  - - 主要组成部分
    - 代码实现
    - 简单工厂模式模式的 UML 图
    - 简单工厂模式 UML 图解析
    - 优点和缺点
    - 适用场景

简单工厂模式

简单工厂模式是一种创建型设计模式，通过一个工厂类来负责对象的实例。这种模式将对象创建的细节封装在工厂类中，客户端无需知道具体的创建过程，只需通过工厂类获取对象实例即可。

引入“简单工厂”设计模式的定义（实现意图）：定义一个工厂类，该类的成员函数可以根据不同的参数创建并返回不同的类对象，被创建的对象所属的类一般都具有相同的父类。调用者无需关心创建对象的细节。

主要组成部分

工厂类（Factory）：负责创建对象的类。它包含一个静态方法，根据传入的参数决定创建哪种具体产品。
产品接口（Product）：定义了产品的基本行为和属性，所有具体产品类都需要实现这个接口。
具体产品类（ConcreteProduct）：实现了产品接口的具体类，表示工厂可以创建的具体对象。

代码实现

以下代码，主要用简单工厂模式创建不同类型的怪物对象：

#include <iostream>
#include <string>using namespace std;//怪物父类
class Monster
{
public://构造函数Monster(int life, int magic, int attack) :m_life(life), m_magic(magic), m_attack(attack) {}virtual ~Monster() {} //做父类时析构函数应该为虚函数protected: //可能被子类访问的成员，用protected修饰//怪物属性int m_life;    //生命值int m_magic;   //魔法值int m_attack;  //攻击力
};//亡灵类怪物
class M_Undead :public Monster
{
public://构造函数M_Undead(int life, int magic, int attack) :Monster(life, magic, attack){cout << "一只亡灵类怪物来到了这个世界" << endl;}//其他代码略....
};//元素类怪物
class M_Element :public Monster
{
public://构造函数M_Element(int life, int magic, int attack) :Monster(life, magic, attack){cout << "一只元素类怪物来到了这个世界" << endl;}//其他代码略....
};//机械类怪物
class M_Mechanic :public Monster
{
public://构造函数M_Mechanic(int life, int magic, int attack) :Monster(life, magic, attack){cout << "一只机械类怪物来到了这个世界" << endl;}//其他代码略....
};//--------------------------------
// 简单工厂模式
// 怪物工厂类
class MonsterFactory
{
public:Monster* createMonster(string strmontype){Monster* prtnobj = nullptr;if (strmontype == "udd")  //udd代表要创建亡灵类怪物{prtnobj = new M_Undead(300, 50, 80);}else if (strmontype == "elm") //ele代表要创建元素类怪物{prtnobj = new M_Element(200, 80, 100);}else if (strmontype == "mec") //mec代表要创建机械类怪物{prtnobj = new M_Mechanic(400, 0, 110);}return prtnobj;}
};// 使用示例
int main() 
{MonsterFactory facobj;Monster* undead = facobj.createMonster("udd"); //产生了一只亡灵类怪物，当然这里必须知道"udd"代表的是创建亡灵类怪物Monster* element = facobj.createMonster("elm"); //产生了一只元素类怪物Monster* mechanic = facobj.createMonster("mec"); //产生了一只机械类怪物// 释放内存delete undead;delete element;delete mechanic;return 0;
}

简单工厂模式模式的 UML 图

在这里插入图片描述

简单工厂模式 UML 图解析

类关系：
- 类之间的父子关系通过实线箭头表示。子类（如 M_Undead、M_Element、M_Mechanic）与父类 Monster 之间有一条实线箭头，指向父类。
- MonsterFactory 类与具体怪物类（如 M_Undead、M_Element、M_Mechanic）之间存在虚线箭头，表示依赖关系。虚线箭头指向被实例化的类，表明 MonsterFactory 负责创建这些怪物对象。
稳定与变化：
- 创建怪物的代码只需与 MonsterFactory 类交互，因此调用 createMonster 成员函数的代码是稳定的。
- 但若要增加新类型的怪物，就需要修改 MonsterFactory 类中的 createMonster 函数，这部分代码是变化的。
信息隐藏：
- 如果 MonsterFactory 由第三方开发，开发者不希望暴露具体怪物类（如 M_Undead、M_Element、M_Mechanic）的细节。通过提供 createMonster 接口，开发者可以创建不同类型的怪物，从而实现具体实现的隐藏，并确保创建怪物的代码与具体类解耦，避免模块间的相互影响。