设计模式 之 工厂模式(简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式)(C++)
文章目录
- C++ 工厂模式
- 引言
- 一、简单工厂模式
- 概念
- 实现步骤
- 示例代码
- 优缺点
- 二、工厂方法模式
- 概念
- 实现步骤
- 示例代码
- 优缺点
- 三、抽象工厂模式
- 概念
- 实现步骤
- 示例代码
- 优缺点
C++ 工厂模式
引言
在 C++ 编程中,对象的创建是一个常见且基础的操作。然而,当项目规模逐渐增大,对象的创建逻辑变得复杂时,直接在代码中使用 new 关键字创建对象会带来诸多问题,比如代码的可维护性变差、难以扩展等。工厂模式应运而生,它为对象的创建提供了一种更加灵活、可扩展的解决方案。本文将详细介绍 C++ 中的工厂模式,包括简单工厂模式、工厂方法模式和抽象工厂模式,并通过具体的例子帮助大家理解。
一、简单工厂模式
概念
简单工厂模式是工厂模式的基础版本,它定义了一个工厂类,该类可以根据传入的参数决定创建并返回哪种产品类的实例。简单来说,就是把对象的创建逻辑封装在一个工厂类中。
实现步骤
- 定义产品基类:创建一个抽象的产品基类,所有具体产品类都要继承这个基类。
- 创建具体产品类:实现产品基类的接口,创建具体的产品类。
- 创建工厂类:在工厂类中定义一个创建产品的方法,根据传入的参数决定创建哪种具体产品。
示例代码
#include<iostream>
#include<memory>// 定义水果抽象基类,包含纯虚函数 name
class Fruit{public:// 纯虚函数,用于输出水果名称,派生类需实现virtual void name()=0;
};// 苹果类,继承自 Fruit 类
class Apple:public Fruit{public:// 重写基类的 name 函数,输出苹果名称void name() override{std::cout<<"Apple"<<std::endl;}
};// 香蕉类,继承自 Fruit 类
class Banana:public Fruit{public:// 重写基类的 name 函数,输出香蕉名称void name() override{std::cout<<"Banana"<<std::endl;}
};// 工厂类,用于创建不同类型的水果对象
class Factory{public:// 静态方法,根据传入的水果名称创建对应的水果对象static std::unique_ptr<Fruit> createFruit(std::string fruit_name){if(fruit_name=="apple"){// 创建苹果对象并返回其 unique_ptrreturn std::unique_ptr<Fruit>(new Apple());}else if(fruit_name=="banana"){// 创建香蕉对象并返回其 unique_ptrreturn std::unique_ptr<Fruit>(new Banana());}else{// 若名称不匹配,返回空指针return nullptr;}}
};int main()
{// 使用工厂类创建苹果对象std::unique_ptr<Fruit> fruit = Factory::createFruit("apple");// 调用苹果对象的 name 函数输出名称fruit->name(); // 使用工厂类创建香蕉对象fruit = Factory::createFruit("banana");// 调用香蕉对象的 name 函数输出名称fruit->name();// 再次使用工厂类创建苹果对象fruit = Factory::createFruit("apple");return 0;
}
优缺点
- 优点:实现简单,将对象的创建和使用分离,提高了代码的可维护性。
- 缺点:工厂类职责过重,违反了开闭原则(对扩展开放,对修改关闭)。如果需要新增产品,就需要修改工厂类的代码。
二、工厂方法模式
概念
工厂方法模式是在简单工厂模式的基础上进行了改进,它将创建对象的具体逻辑延迟到子类中实现。定义一个创建对象的抽象方法,让子类决定实例化哪个具体产品类。
实现步骤
- 定义产品基类:同简单工厂模式。
- 创建具体产品类:同简单工厂模式。
- 定义抽象工厂类:定义一个抽象的工厂类,其中包含一个抽象的创建产品的方法。
- 创建具体工厂类:继承抽象工厂类,实现创建产品的方法,决定创建哪种具体产品。
示例代码
#include<iostream>
#include<memory>// 定义抽象基类 Fruit,包含纯虚函数 name
// 任何继承自该类的具体水果类都必须实现 name 函数
class Fruit {
public:// 纯虚函数,用于输出水果名称virtual void name() = 0;
};// 定义 Apple 类,继承自 Fruit 类
class Apple : public Fruit {
public:// 重写基类的纯虚函数 name,输出苹果名称void name() override {std::cout << "Apple" << std::endl;}
};// 定义 Banana 类,继承自 Fruit 类
class Banana : public Fruit {
public:// 重写基类的纯虚函数 name,输出香蕉名称void name() override {std::cout << "Banana" << std::endl;}
};// 定义抽象工厂类 Factory,包含纯虚函数 create
// 具体的工厂类需要实现该函数来创建水果对象
class Factory {
public:// 纯虚函数,用于创建水果对象virtual std::shared_ptr<Fruit> create() = 0;
};// 定义 AppleFactory 类,继承自 Factory 类
class AppleFactory : public Factory {
public:// 重写基类的纯虚函数 create,创建苹果对象std::shared_ptr<Fruit> create() override {return std::make_shared<Apple>();}
};// 定义 BananaFactory 类,继承自 Factory 类
class BananaFactory : public Factory {
public:// 重写基类的纯虚函数 create,创建香蕉对象std::shared_ptr<Fruit> create() override {return std::make_shared<Banana>();}
};int main() {// 创建一个指向 AppleFactory 的智能指针std::shared_ptr<Factory> fruit_factory(new AppleFactory());// 调用工厂的 create 方法创建苹果对象std::shared_ptr<Fruit> fruit = fruit_factory->create();// 调用水果对象的 name 方法输出名称fruit->name();// 重置工厂指针,指向 BananaFactoryfruit_factory.reset(new BananaFactory());// 调用新工厂的 create 方法创建香蕉对象fruit = fruit_factory->create();// 调用水果对象的 name 方法输出名称fruit->name();return 0;
}
优缺点
- 优点:符合开闭原则,当需要新增产品时,只需要新增具体产品类和对应的具体工厂类,不需要修改现有代码。
- 缺点:类的数量会增多,增加了系统的复杂度。
三、抽象工厂模式
概念
抽象工厂模式:工厂方法模式通过引入工厂等级结构,解决了简单工厂模式中工厂类职责太重的问题。但由于工厂方法模式中的每个工厂只生产一类产品,可能会导致系统中存在大量的工厂类,势必会增加系统的开销。此时,我们可以考虑将一些相关的产品组成一个产品族(位于不同产品等级结构中功能相关联的产品组成的家族),由同一个工厂来统一生产,这就是抽象工厂模式的基本思想。
实现步骤
- 定义产品族的抽象基类:为每个产品族定义一个抽象基类。
- 创建具体产品类:实现每个产品族的具体产品类。
- 定义抽象工厂类:定义一个抽象的工厂类,其中包含多个创建不同产品的抽象方法。
- 创建具体工厂类:继承抽象工厂类,实现创建不同产品的方法,决定创建哪些具体产品。
示例代码
#include<iostream>
#include<memory>// 水果抽象基类,定义了输出水果名称的纯虚函数
class Fruit {
public:virtual void name() = 0;
};// 苹果类,继承自 Fruit 类,实现了输出苹果名称的方法
class Apple : public Fruit {
public:void name() override {std::cout << "Apple" << std::endl;}
};// 香蕉类,继承自 Fruit 类,实现了输出香蕉名称的方法
class Banana : public Fruit {
public:void name() override {std::cout << "Banana" << std::endl;}
};// 动物抽象基类,定义了输出动物名称的纯虚函数
class Animal {
public:virtual void name() = 0;
};// 羊类,继承自 Animal 类,实现输出名称方法
class Lamb : public Animal {
public:void name() override {std::cout << "Lamb" << std::endl;}
};// 狗类,继承自 Animal 类,实现了输出狗名称的方法
class Dog : public Animal {
public:void name() override {std::cout << "Dog" << std::endl;}
};// 抽象工厂类,定义了获取水果和动物对象的纯虚函数
class Factory {
public:virtual std::shared_ptr<Fruit> getFruit(const std::string& name) = 0;virtual std::shared_ptr<Animal> getAnimal(const std::string& name) = 0;
};// 水果工厂类,继承自 Factory 类,实现了获取水果对象的方法,获取动物对象返回空指针
class FruitFactory : public Factory {
public:virtual std::shared_ptr<Fruit> getFruit(const std::string& name);virtual std::shared_ptr<Animal> getAnimal(const std::string& name);
};// 动物工厂类,继承自 Factory 类,实现了获取动物对象的方法,获取水果对象返回空指针
class AnimalFactory : public Factory {
public:virtual std::shared_ptr<Fruit> getFruit(const std::string& name);virtual std::shared_ptr<Animal> getAnimal(const std::string& name);
};// 工厂管理类,提供静态方法根据名称创建对应的工厂对象
class FactoryManager {
public:static std::shared_ptr<Factory> creaete(const std::string& name);
};int main() {// 通过工厂管理类创建水果工厂对象std::shared_ptr<Factory> fruit_factory = FactoryManager::creaete("fruit");// 从水果工厂获取苹果对象并输出名称std::shared_ptr<Fruit> fruit = fruit_factory->getFruit("apple");fruit->name();// 从水果工厂获取香蕉对象并输出名称fruit = fruit_factory->getFruit("banana");fruit->name();return 0;
}
优缺点
- 优点:将一系列相关的产品对象的创建封装在一起,保证了产品之间的一致性,同时也符合开闭原则。
- 缺点:实现复杂,当产品族需要增加新的产品时,需要修改抽象工厂类和所有具体工厂类的代码。
相关文章:
设计模式 之 工厂模式(简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式)(C++)
文章目录 C 工厂模式引言一、简单工厂模式概念实现步骤示例代码优缺点 二、工厂方法模式概念实现步骤示例代码优缺点 三、抽象工厂模式概念实现步骤示例代码优缺点 C 工厂模式 引言 在 C 编程中,对象的创建是一个常见且基础的操作。然而,当项目规模逐渐…...
3、Kubernetes 集群部署 Prometheus 和 Grafana
Kubernetes 集群部署 Prometheus 和 Grafana node-exporter 安装Prometheus 安装和配置Prometheus 配置热加载Grafana 安装部署Grafana 配置 实验环境 控制节点/master01 192.168.110.10 工作节点/node01 192.168.110.20 工作节点/node02 192.168.110.30 node-exporter 安装 #…...
【C语言】第八期——指针
目录 1 初始指针 2 获取变量的地址 3 定义指针变量、取地址、取值 3.1 定义指针变量 3.2 取地址、取值 4 对指针变量进行读写操作 5 指针变量作为函数参数 6 数组与指针 6.1 指针元素指向数组 6.2 指针加减运算(了解) 6.2.1 指针加减具体数字…...
如何在 Mac 上安装并配置 JDK 环境变量
如何在Mac上安装并配置JDK环境变量 在开发过程中,许多应用和框架都需要使用Java,尤其是使用Java开发的应用程序。如果你是Mac用户,以下是安装并配置JDK环境变量的步骤,确保你能顺利运行Java程序。 步骤 1:下载JDK 访…...
【git-hub项目:YOLOs-CPP】本地实现05:项目移植
ok,经过前3个博客,我们实现了项目的跑通。 但是,通常情况下,我们的项目都是需要在其他电脑上也跑通,才对。 然而,经过测试,目前出现了2 个bug。 项目一键下载【⬇️⬇️⬇️】: 精…...
LeetCode 热题 100 206. 反转链表
LeetCode 热题 100 | 206. 反转链表 大家好,今天我们来解决一道经典的算法题——反转链表。这道题在 LeetCode 上被标记为简单难度,要求我们将一个单链表反转,并返回反转后的链表。下面我将详细讲解解题思路,并附上 Python 代码实…...
2025年02月21日Github流行趋势
项目名称:source-sdk-2013 项目地址url:https://github.com/ValveSoftware/source-sdk-2013项目语言:C历史star数:7343今日star数:929项目维护者:JoeLudwig, jorgenpt, narendraumate, sortie, alanedwarde…...
WebXR教学 03 项目1 旋转彩色方块
一、项目结构 webgl-cube/ ├── index.html ├── main.js ├── package.json └── vite.config.js二、详细实现步骤 初始化项目 npm init -y npm install three vite --save-devindex.html <!DOCTYPE html> <html lang"en"> <head><…...
深入解析JVM垃圾回收机制
1 引言 本节常见面试题 如何判断对象是否死亡(两种方法)。简单的介绍一下强引用、软引用、弱引用、虚引用(虚引用与软引用和弱引用的区别、使用软引用能带来的好处)。如何判断一个常量是废弃常量如何判断一个类是无用的类垃圾收…...
【简单】209.长度最小的子数组
题目描述 给定一个含有 n 个正整数的数组和一个正整数 target 。 找出该数组中满足其总和大于等于 target 的长度最小的 子数组 [numsl, numsl1, …, numsr-1, numsr] ,并返回其长度。如果不存在符合条件的子数组,返回0。 示例 1: 输入&am…...
细说 Java 引用(强、软、弱、虚)和 GC 流程(二)
一、前文回顾 在 细说Java 引用(强、软、弱、虚)和 GC 流程(一) 我们对Java 引用有了总体的认识,本文将继续深入分析 Java 引用在 GC 时的一些细节。 还是从我们在前文中提到的引用流程图里说起,这里不清…...
CSS通过webkit-scrollbar设置滚动条样式
查看::-webkit-scrollbar-*各项关系 以下图为例,可以分别定义滚动条背景、滚动轨道、滚动滑块的样式。 需要先给外部容器设置高度,再设置overflow: auto,最后设置三个webkit属性。 <!DOCTYPE html> <html lang"en">…...
Win10配置VSCode的C/C++编译环境
GNU(编译器工具集合)包含了g、gcc和gdb等编译器。MinGW(Minimalist GNU for Windows)是一个适用于Windows操作系统的最小化的GNU工具集,它包括了GCC编译器(包括g)以及其他一些必要的库和工具。M…...
数据结构与算法再探(七)查找-排序
查找 一、二分查找 二分查找是一种高效的查找算法,适用于在已排序的数组或列表中查找特定元素。它通过将搜索范围逐步减半来快速定位目标元素。理解二分查找的“不变量”和选择左开右闭区间的方式是掌握这个算法的关键。 二分查找关键点 不变量 在二分查找中&a…...
【C语言】指针(5)
前言:上篇文章的末尾我们使用了转移表来解决代码冗余的问题,那我们还有没有什么办法解决代码冗余呢?有的这就是接下来要说的回调函数。 往期文章: 指针1 指针2 指针3 指针4 文章目录 一,回调函数二,qsort实现快速排序1…...
大数据组件(四)快速入门实时数据湖存储系统Apache Paimon(2)
Paimon的下载及安装,并且了解了主键表的引擎以及changelog-producer的含义参考: 大数据组件(四)快速入门实时数据湖存储系统Apache Paimon(1) 利用Paimon表做lookup join,集成mysql cdc等参考: 大数据组件(四)快速入门实时数据…...
PLC通讯
PPI通讯 是西门子公司专为s7-200系列plc开发的通讯协议。内置于s7-200 CPU中。PPI协议物理上基于RS-485口,通过屏蔽双绞线就可以实现PPI通讯。PPI协议是一种主-从协议。主站设备发送要求到从站设备,从站设备响应,从站不能主动发出信息。主站…...
前端js进阶,ES6语法,包详细
进阶ES6 作用域的概念加深对js理解 let、const申明的变量,在花括号中会生成块作用域,而var就不会生成块作用域 作用域链本质上就是底层的变量查找机制 作用域链查找的规则是:优先查找当前作用域先把的变量,再依次逐级找父级作用域直到全局…...
Scrum方法论指导下的Deepseek R1医疗AI部署开发
一、引言 1.1 研究背景与意义 在当今数智化时代,软件开发方法论对于项目的成功实施起着举足轻重的作用。Scrum 作为一种广泛应用的敏捷开发方法论,以其迭代式开发、快速反馈和高效协作的特点,在软件开发领域占据了重要地位。自 20 世纪 90 …...
LINUX安装使用Redis
参考 Install Redis on Linux | Docs 安装命令 sudo apt-get install -y lsb-release curl gpgcurl -fsSL https://packages.redis.io/gpg | sudo gpg --dearmor -o /usr/share/keyrings/redis-archive-keyring.gpgsudo chmod 644 /usr/share/keyrings/redis-archive-keyrin…...
Xshell远程连接Kali(默认 | 私钥)Note版
前言:xshell远程连接,私钥连接和常规默认连接 任务一 开启ssh服务 service ssh status //查看ssh服务状态 service ssh start //开启ssh服务 update-rc.d ssh enable //开启自启动ssh服务 任务二 修改配置文件 vi /etc/ssh/ssh_config //第一…...
HTML 列表、表格、表单
1 列表标签 作用:布局内容排列整齐的区域 列表分类:无序列表、有序列表、定义列表。 例如: 1.1 无序列表 标签:ul 嵌套 li,ul是无序列表,li是列表条目。 注意事项: ul 标签里面只能包裹 li…...
Android15默认授权浮窗权限
我们经常有那种需求,客户需要定制的apk集成在ROM中,并且默认授予其【显示在其他应用的上层】权限,也就是我们常说的浮窗权限,那么我们就可以通过以下方法在wms、ams等系统服务的systemReady()方法中调用即可实现预置应用默认授权浮…...
uniapp中使用aixos 报错
问题: 在uniapp中使用aixos,运行后报如下错误: AxiosError: There is no suitable adapter to dispatch the request since : - adapter xhr is not supported by the environment - adapter http is not available in the build 解决方案&…...
全志A40i android7.1 调试信息打印串口由uart0改为uart3
一,概述 1. 目的 将调试信息打印串口由uart0改为uart3。 2. 版本信息 Uboot版本:2014.07; Kernel版本:Linux-3.10; 二,Uboot 1. sys_config.fex改动 使能uart3(TX:PH00 RX:PH01),并让boo…...
在web-view 加载的本地及远程HTML中调用uniapp的API及网页和vue页面是如何通讯的?
uni-app 中 Web-view 与 Vue 页面的通讯机制详解 一、Web-view 简介 Web-view 是 uni-app 提供的一个重要组件,用于在原生应用中加载 HTML 页面: 支持加载本地 HTML 文件支持加载远程 HTML 页面实现 Web 与原生的双向通讯可用于嵌入第三方网页或 H5 应…...
【7色560页】职场可视化逻辑图高级数据分析PPT模版
7种色调职场工作汇报PPT,橙蓝、黑红、红蓝、蓝橙灰、浅蓝、浅绿、深蓝七种色调模版 【7色560页】职场可视化逻辑图高级数据分析PPT模版:职场可视化逻辑图分析PPT模版https://pan.quark.cn/s/78aeabbd92d1...
HubSpot推出与ChatGPT的深度集成引发兴奋与担忧
上周三,HubSpot宣布已构建与ChatGPT的深度集成,这一消息在HubSpot用户和营销技术观察者中引发了极大的兴奋,但同时也存在一些关于数据安全的担忧。 许多网络声音声称,这对SaaS应用程序和人工智能而言是一场范式转变。 但向任何技…...
pikachu靶场通关笔记19 SQL注入02-字符型注入(GET)
目录 一、SQL注入 二、字符型SQL注入 三、字符型注入与数字型注入 四、源码分析 五、渗透实战 1、渗透准备 2、SQL注入探测 (1)输入单引号 (2)万能注入语句 3、获取回显列orderby 4、获取数据库名database 5、获取表名…...
React核心概念:State是什么?如何用useState管理组件自己的数据?
系列回顾: 在上一篇《React入门第一步》中,我们已经成功创建并运行了第一个React项目。我们学会了用Vite初始化项目,并修改了App.jsx组件,让页面显示出我们想要的文字。但是,那个页面是“死”的,它只是静态…...
