5. “對象創建”類模式

通過“對象創建”類模式繞開new，來避免對象創建（new）過程中所導致的緊耦合（依賴具體類），從而支持對象創建的穩定。它是接口抽象之後的第一步工作。

5.1 工廠方法

動機：

在軟件系統中，經常面臨著創建對象的工作；由於需求的變化，需要創建的對象的具體類型經常變化。

如何應對這種變化？如何繞過常規的對象創建方法（new），提供一種“封裝機制”來避免客戶程序和這種“具體對象創建工作”的緊耦合？

代碼示例：

仍然考慮文件分割器案例，不考慮與創建對象無關的代碼部分，暫時忽略內存管理，專註於工廠方法模式的應用。

在實現代碼1中，不同類型的文件分割器類（File,Pic,Video等）繼承文件分割器抽象基類。

在MainForm中，MainForm類依賴（編譯時依賴）了具體的類BinarySpitter，違背了依賴倒置原則。此時即出現了動機中說明的創建對象過程中導致的緊耦合。

采用工廠方法模式的解決方案見代碼2，考慮過程如下：

1.利用new方法創建的對象必須依賴於具體類，不可取；所以考慮創建一個類，利用其中方法的返回值作為創建對象的結果；

2.然而單純的返回一個具體類的對象仍然沒有解決依賴倒置的問題，所以考慮將該類設計為一個抽象類，具體的返回由其子類來確定。

3.依照上述思想創建工廠基類SplitterFactory（抽象類），具體工廠（BinarySplitterFactory等）返回具體的對象。

4.MainForm使用過程中，聲明一個工廠字段，在具體創建對象過程中采用統一的依賴於抽象的創建方法，即

ISplitter * splitter= factory->CreateSplitter(); //相當於多態new

而factory具體指向的對象類型由MainForm構造函數通過外界傳入。

註：可以從上述分析和代碼中看出，工廠方法模式的使用，並不是為了消除變化（事實上變化不可能消除），而是將變化排除在MainForm之外（類比將變化趕到一個小範圍），使其更加可控，從而使文件分割器的設計和使用滿足面向對象設計原則，在應對變化時表現出優勢。

 1 //FileSpiltter1.cpp
 2 class ISplitter{
 3 public:
 4     virtual void split()=0;
 5     virtual ~ISplitter(){}
 6 };
 7 
 8 class BinarySplitter : public ISplitter{
 9     
10 };
11 
12 class TxtSplitter: public ISplitter{
13     
14 };
15 
16 class PictureSplitter: public ISplitter{
17     
18 };
19 
20 class VideoSplitter: public ISplitter{
21     
22 };
23 
24 //MaiForm1.cpp
25 class MainForm : public Form
26 {
27     TextBox* txtFilePath;
28     TextBox* txtFileNumber;
29     ProgressBar* progressBar;
30 
31 public:
32     void Button1_Click(){
33 
34 
35         
36         ISplitter * splitter=
37             new BinarySplitter();//依賴具體類
38         
39         splitter->split();
40 
41     }
42 };

 1 //ISpiltterFactory.cpp
 2 
 3 //抽象類
 4 class ISplitter{
 5 public:
 6     virtual void split()=0;
 7     virtual ~ISplitter(){}
 8 };
 9 
10 
11 //工廠基類
12 class SplitterFactory{
13 public:
14     virtual ISplitter* CreateSplitter()=0;
15     virtual ~SplitterFactory(){}
16 };
17 
18 //FileSpiltter2.cpp
19 
20 //具體類
21 class BinarySplitter : public ISplitter{
22     
23 };
24 
25 class TxtSplitter: public ISplitter{
26     
27 };
28 
29 class PictureSplitter: public ISplitter{
30     
31 };
32 
33 class VideoSplitter: public ISplitter{
34     
35 };
36 
37 //具體工廠
38 class BinarySplitterFactory: public SplitterFactory{
39 public:
40     virtual ISplitter* CreateSplitter(){
41         return new BinarySplitter();
42     }
43 };
44 
45 class TxtSplitterFactory: public SplitterFactory{
46 public:
47     virtual ISplitter* CreateSplitter(){
48         return new TxtSplitter();
49     }
50 };
51 
52 class PictureSplitterFactory: public SplitterFactory{
53 public:
54     virtual ISplitter* CreateSplitter(){
55         return new PictureSplitter();
56     }
57 };
58 
59 class VideoSplitterFactory: public SplitterFactory{
60 public:
61     virtual ISplitter* CreateSplitter(){
62         return new VideoSplitter();
63     }
64 };
65 
66 //MainForm2.cpp
67 class MainForm : public Form
68 {
69     SplitterFactory*  factory;//工廠
70 
71 public:
72     
73     MainForm(SplitterFactory*  factory){
74         this->factory=factory;
75     }
76     
77     void Button1_Click(){
78 
79         
80         ISplitter * splitter=
81             factory->CreateSplitter(); //多態new
82         
83         splitter->split();
84 
85     }
86 };

模式定義：

定義一個用於創建對象的接口，讓子類決定實例化哪一個類，Factory Method使得一個類的實例化延遲（目的：解耦 ，手段：虛函數）到子類。

類圖：

總結：

Factory Method模式用於隔離類對象的使用者與具體類型之間的耦合關系。面對一個經常變化的具體類型，緊耦合關系（new）會導致軟件的脆弱。

Factory Method模式通過面向對象的手法，將所有創建的具體對象延遲到子類，從而實現一種擴展（而非更改）的策略，較好地解決了這種緊耦合關系。

Factory Method模式解決“單個對象”的需求變化。缺點在於要求創建方法/參數相同。

c++ 設計模式8 （Factory Method 工廠方法）