简介
简单工厂模式（Simple Factory Pattern）属于类的创建型模式（但是简单工厂模式不属于23种设计模式之一），又叫静态工厂方法模式（Static FactoryMethod Pattern）, 是通过专门定义一个类来负责创建其他类的实例，这个类可以根据不同变量返回不同类的产品实例。被创建的实例通常都具有共同的基类。
- 抽象（Product）产品：简单工厂模式所创建的所有对象的父类，注意：这里的父类可以是接口也可以是抽象类，它负责描述所有实例所共有的公共接口。
- 具体产品（Concrete Product）：简单工厂所创建的具体实例对象，这些具体的产品往往都拥有共同的父类。
- 工厂角色（Creator）：这是简单工厂模式的核心，由它负责创建所有的类的内部逻辑。当然工厂类必须能够被外界调用，创建所需要的产品对象。
对于工厂模式，具体上可以分为三类：
- 简单工厂模式；
- 工厂方法模式；
- 抽象工厂模式。
工厂模式有一种非常形象的描述，建立对象的类就如一个工厂，而需要被建立的对象就是一个个产品；在工厂中加工产品，使用产品的人，不用在乎产品是如何生产出来的。从软件开发的角度来说，这样就有效的降低了模块之间的耦合。
简单工厂模式深入分析：
简单工厂模式解决的问题是：
- 如何去实例化一个合适的对象。
简单工厂模式的核心思想就是：
- 有一个专门的类来负责创建实例的过程。
具体来说，把产品看着是一系列的类的集合，这些类是由某个抽象类或者接口派生出来的一个对象树。而工厂类用来产生一个合适的对象来满足客户的要求。
如果简单工厂模式所涉及到的具体产品之间没有共同的逻辑，那么我们就可以使用接口来扮演抽象产品的角色；
如果具体产品之间有功能的逻辑，我们就必须把这些共同的东西提取出来，放在一个抽象类中，然后让具体产品继承抽象类。为实现更好复用的目的，共同的东西总是应该抽象出来的。
适用场合：
在程序中，需要创建的对象很多，导致对象的new操作多且很复杂时，需要使用简单工厂模式；
● 由于对象的创建过程是我们不需要去关心的，而我们注重的是对象的实际操作，所以，我们需要分离对象的创建和操作两部分，如此，方便后期的程序扩展和维护。
代码实现为：
#include<iostream>
using namespace std;
class Operation //抽象运算类
{
public:
double getA()
{
return m_numberA;
}
void setA(double value)
{
m_numberA = value;
}
double getB()
{
return m_numberB;
}
void setB(double value)
{
m_numberB = value;
}
virtual double getResult() = 0;
virtual ~Operation() = default;
protected:
Operation() {}
double m_numberA = 0;
double m_numberB = 0;
};
class OperationAdd : public Operation //加法类，继承运算类
{
public:
double getResult()override
{
double result = m_numberA + m_numberB;
return result;
}
};
class OperationSub : public Operation //减法类，继承运算类
{
public:
double getResult()override
{
double result = m_numberA - m_numberB;
return result;
}
};
class OperationMul : public Operation //乘法类，继承运算类
{
public:
double getResult()override
{
double result = m_numberA * m_numberB;
return result;
}
};
class OperationDiv : public Operation //除法类，继承运算类
{
public:
double getResult()override
{
double result = 0;
if (m_numberB != 0)
{
result = m_numberA / m_numberB;
}
else
{
return -1;
}
return result;
}
};
class OperationFactory //工厂类
{
public:
static Operation *createOperation(char type)
{
Operation *operation = nullptr;
switch (type)
{
case '+':
operation = new OperationAdd;
break;
case '-':
operation = new OperationSub;
break;
case '*':
operation = new OperationMul;
break;
case '/':
operation = new OperationDiv;
break;
}
return operation;
}
};
int main()
{
while (true)
{
cout << "\n请输入第一个数进行计算：";
double strNumberA;
cin >> strNumberA;
cout << "\n请先输入四则运算符号，进行相应的运算（+、-、*、/）：\n" << endl;
char SignOfOperation = ' ';
while (cin >> SignOfOperation)
{
if (SignOfOperation == '+' || SignOfOperation == '-' || SignOfOperation == '*' || SignOfOperation == '/')
{
break;
}
else
{
cout << "请输入正确运算符号，否则无法进行计算，请重新输入：";
continue;
}
}
cout << "请输入第二个数进行计算：";
double strNumberB;
cin >> strNumberB;
{
cout << "\n*************************************************************" << endl
<< "******************** 计算器基本功能展示. **********************" << endl
<< "*****************************************************************" << endl
<< "******************** 选择1——进行加法. **********************" << endl
<< "******************** 选择2——进行减法. **********************" << endl
<< "******************** 选择3——进行乘法. **********************" << endl
<< "******************** 选择4——进行除法. **********************" << endl
<< "******************** 选择5——清屏. **********************" << endl
<< "******************** 选择0——退出程序！ **********************" << endl
<< "*****************************************************************" << endl;
}
cout << "\n******************** 请输入你想要使用的计算器的序号 ***************" << endl;
cout << "请输入你的选择：";
int userChoice(0);
if (cin >> userChoice && userChoice == 0)
{
cout << "程序已退出，感谢您的使用!" << "\n" << endl;
break;
}
Operation* oper = nullptr;
switch (userChoice)
{
case 1:
oper = OperationFactory::createOperation(SignOfOperation);
oper->setA(strNumberA);
oper->setB(strNumberB);
cout << strNumberA << "+" << strNumberB << "=" << (oper->getResult()) << endl;
break;
case 2:
oper = OperationFactory::createOperation(SignOfOperation);
oper->setA(strNumberA);
oper->setB(strNumberB);
cout << strNumberA << "-" << strNumberB << "=" << (oper->getResult()) << endl;
break;
case 3:
oper = OperationFactory::createOperation(SignOfOperation);
oper->setA(strNumberA);
oper->setB(strNumberB);
cout << strNumberA << "*" << strNumberB << "=" << (oper->getResult()) << endl;
break;
case 4:
{
oper = OperationFactory::createOperation(SignOfOperation);
oper->setA(strNumberA);
oper->setB(strNumberB);
if (double temp = oper->getResult())
{
cout << strNumberA << "/" << strNumberB << "=" << temp << endl;
}
else
{
cout << "错误，除数不能为0！" << endl;
}
break;
}
case 5:
system("cls");
cout << "屏幕已经清屏，可以重新输入!" << "\n" << endl;
break;
default:
cout << "输入的序号不正确，请重新输入!" << "\n" << endl;
}
delete oper;
oper = nullptr;
}
system("pause");
return 0;
}
简单工厂模式的优缺点分析：
- 优点： 工厂类是整个模式的关键所在。它包含必要的判断逻辑，能够根据外界给定的信息，决定究竟应该创建哪个具体类的对象。 用户在使用时可以直接根据工厂类去创建 所需的实例，而无需了解这些对象是如何创建以及如何组织的。有利于整个软件体系结构的优化。
- 缺点：由于工厂类集中了所有实例的创建逻辑，这就直接导致一旦这个工厂出了问题，所有的客户端都会受到牵连；而且由于简单工厂模式的产品是基于一个共同的抽象类或者接口，这样一来，一但产品的种类增加的时候，即有不同的产品接口或者抽象类的时候，工厂类就需要判断何时创建何种种类的产品，这就和创建何种种类产品的产品相互混淆在了一起，违背了单一职责，导致系统丧失灵活性和可维护性。
- 而且更重要的是： 简单工厂模式违背了“开放封闭原则”，就是违背了“系统对扩展开放，对修改关闭”的原则，因为当我们新增加一个产品的时候必须修改工厂类，相应的工厂类就需要重新编译一遍。
总结一下：
- 简单工厂模式把产品的创建者和消费者分离，有利于软件系统结构的优化；但是由于一切逻辑都集中在一个工厂类中，导致了没有很高的内聚性，同时也违背了“开放封闭原则”。
- 另外，简单工厂模式的方法一般都是静态的，而静态工厂方法是无法让子类继承的，因此，简单工厂模式无法形成基于基类的继承树结构。