如何在 MATLAB 中正确实现工厂模式？

Question

我正在编写一个程序，我可以在其中从可用的Sensor 对象列表中进行选择；在选择和用户验证后，程序应实例化 Sensor。

下面的代码sn-p是我可能天真做的：

switch userInput
    case 'Sensor A' 
        s = SensorA; % subclass of Sensor

    case 'Sensor B'
        s = SensorB; % subclass of Sensor

    %...
end

这里有一些明显的问题，但我遇到的最大问题是使其可扩展。我希望能够创建许多不同的Sensor 子类（或让其他开发人员生成Sensor 子类），而不必不断地添加到这个switch 语句中。更一般地说，我想坚持open/closed principle。我应该能够有很多不同的Sensor 子类。 （我还想用可用的Sensors 填充弹出菜单uicontrol，但如果这个问题得到普遍解决，这可能会得到解决。）其他幼稚的解决方案，例如窥视一个充满Sensor 子类的文件夹不起作用也很好，因为每个子类的对象构造可能不同。

我相信我正在寻找使用factory method pattern，但我不完全确定如何实现它。我可以将上面的代码 sn-p 放到一个单独的 SensorFactory 中，但这只是移动了 switch 语句，这意味着扩展它需要修改它。

如何正确实现工厂方法模式，以便每次添加新的Sensor 子类时都不需要修改工厂对象？

Answer 1

关于可扩展性，您可以在工厂中使用containers.Map 对象作为哈希表。下面是一个简单的例子：

classdef SensorFactory < handle

    % Lifetime
    methods
        function [factory] = SensorFactory()
        % Creates the factory

            % Call super class
            factory = factory@handle();

            % Pre-register some well-known sensors if you want
            factory.RegisterSensor('Sensor A', @() error('TODO: Here of course use appropriate method to create sensor A'));
            factory.RegisterSensor('Sensor B', @() error('TODO: Here of course use appropriate method to create sensor B'));
            factory.RegisterSensor('Sensor C', @() error('TODO: Here of course use appropriate method to create sensor C'));

        end
    end

    methods

        function [] = RegisterSensor(factory, sensorName, createSensorCallback)
        % Adds new sensor to the factory    
            factory.dictionnary(sensorName) = createSensorCallback;
        end
        function [sensorList] = GetListOfSensors(factory)
        % Obtains the list of available sensors    
            sensorList = factory.dictionnary.keys;
        end
        function [sensor] = CreateSensor(factory, sensorName)  
        % Creates sensor instance
            createCallback = factory.dictionnary(sensorName);
            sensor = createCallback();            
        end

   end

    properties(GetAccess  = private)
        dictionnary = containers.Map(); % Hash table
    end   

end

这个类可以这样使用：

在代码开头创建工厂：

factory = SensorFactory();

在一些初始化部分动态添加新的传感器：

factory.RegisterSensor('Custom Sensor', @() createCustomSensor());
factory.RegisterSensor('Specific Sensor aperture=42', @() createSpeficSensor(42));
factory.RegisterSensor('Specific Sensor aperture=666', @() createSpecificSensor(666));

注意：出于自动化目的，这也可以通过解析某个文件夹中的类文件来完成。每个类都有一个静态方法来获取传感器的用户名。这里只是一些想法和伪代码：

classdef MySuperSensor
  methods(Static)
      funcion [name] = GetUserName()
         name = 'My super sensor';
      end
  end
end

---
l = dir('.\sensors');
foreach file in l
  try
     meta = eval(sprintf('?%s', l.name)); 
     factory.Register(...GetUserName()..., ...CreateCallback...)
  catch
  end
end  

然后，在某个 GUI 部分，添加一个组合，列出迄今为止所有可用的传感器：

set(myCombo, 'String', factory.GetListOfSensors());

最后，在运行部分，实例化合适的传感器：

index = get(myCombo, 'Value');

name = factory.GetListOfSensors();
name = name{index};

sensor = factory.CreateSensor(name);

Answer 2

我真的没有理由在这里使用工厂模式。一段典型的matlab代码是：

if ischar(fun)
  if exist(fun,'function')
    fun=str2func(fun)
  else
    error('invalid input') 
  end
end
if ~isa(fun, 'function_handle')
  error('invalid input') 
end
sensor=fun()

使用这个，fun 可以是返回传感器对象的函数或构造函数的名称或函数句柄。