C++ 设计模式——简单工厂模式

news2024/11/14 16:41:19

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
    - UML图解析
    - 类与方法
    - 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

UML图解析

类关系：
- Monster 类为抽象基类，定义了怪物的基本属性（m_life、m_magic、m_attack）。
- M_Undead、M_Element、M_Mechanic 类继承自 Monster，实现不同类型的怪物。
工厂类：
- MonsterFactory 类负责创建怪物实例，提供 createMonster 方法，根据参数返回不同类型的怪物对象。

类与方法

产品类：
- Monster（抽象类）
  - 属性：
    - # m_life：生命值，使用 # 表示为保护属性，子类可以访问。
    - # m_magic：魔法值，使用 # 表示为保护属性。
    - # m_attack：攻击力，使用 # 表示为保护属性。
  - 方法：
    - + Monster()：构造函数，公开方法。
    - - ~Monster()：析构函数，私有方法。
- M_Undead、M_Element、M_Mechanic（具体类）
  - 方法：
    - + M_Undead()：构造函数
    - + M_Element()：构造函数
    - + M_Mechanic()：构造函数
工厂类MonsterFactory：
- 方法：
  - + createMonster(string strmontype)：公开方法，根据字符串参数创建不同类型的怪物对象