【设计模式】简单工厂模式

简单工厂模式

简单工厂模式，又叫做静态工厂方法模式，它属于类创建型模式。在简单工厂模式中，可以根据参数的不同返回不同类的实例。
简单工厂模式专门定义一个类来负责创建其他类的实例，被创建的实例通常都具有共同的父类。

优点 & 缺点

优点：

工厂类含有必要的判断逻辑，可以决定在什么时候创建哪一个产品类的实例，客户端可以免除直接创建产品对象的责任，而仅仅“消费”产品；简单工厂模式通过这种做法实现了对责任的分割，它提供了专门的工厂类用于创建对象。
客户端无须知道所创建的具体产品类的类名，只需要知道具体产品类所对应的参数即可，对于一些复杂的类名，通过简单工厂模式可以减少使用者的记忆量。
通过引入配置文件，可以在不修改任何客户端代码的情况下更换和增加新的具体产品类，在一定程度上提高了系统的灵活性。

缺点：

由于工厂类集中了所有产品创建逻辑，一旦不能正常工作，整个系统都要受到影响。
使用简单工厂模式将会增加系统中类的个数，在一定程序上增加了系统的复杂度和理解难度。
系统扩展困难，一旦添加新产品就不得不修改工厂逻辑，同样破坏了“开闭原则”；在产品类型较多时，有可能造成工厂逻辑过于复杂，不利于系统的扩展和维护。
简单工厂模式由于使用了静态工厂方法，造成工厂角色无法形成基于继承的等级结构。

基于简单工厂模式实现计算器

在基类中设有获取数字的函数setNumber()、留有获取结果的纯虚函数CalculateResult()。加减乘除各自设置一个类，互不干扰，父类都是Operation这个基类，获取数字后在 getResult()中计算结果，主函数中输出。

使用CalculatorFactory作为简单工厂类，通过调用类中的静态函数实现对产品类对象Calculator的实例化。

// calculator.h
#ifndef CALCULATOR
#define CALCULATOR

#include <exception>

class Calculator
{
protected:
    double m_num1, m_num2;
public:
    Calculator(): m_num1(0), m_num2(0){}
    ~Calculator(){}
    virtual void setNumber(int arg1, int arg2)
    {
        m_num1 = arg1;
        m_num2 = arg2;
    }
    virtual double CalculateResult() = 0;
};

class CalculatorAdd: public Calculator
{
public:
    virtual double CalculateResult()
    {
        return m_num1 + m_num2;
    }

};

class CalculatorSub: public Calculator
{
public:
    virtual double CalculateResult()
    {
        return m_num1 - m_num2;
    }
};

class CalculatorMul: public Calculator
{
public:
    virtual double CalculateResult()
    {
        return m_num1 * m_num2;
    }
};

class CalculatorDiv: public Calculator
{
public:
    virtual double CalculateResult()
    {
        // cited from: https://blog.csdn.net/xueluowutong/article/details/81257654
        // 			  https://blog.csdn.net/sss_369/article/details/92179738
        if(m_num2 == 0) throw m_num2;
        return m_num1 / m_num2;
    }
};

class CalculatorFactory{
public:
    static Calculator* createCaculator(char type)
    {
        Calculator* oper = nullptr;
        switch (type)
        {
        case '+':
            oper = new CalculatorAdd();
            break;
        case '-':
            oper = new CalculatorSub();
            break;        
        case '*':
            oper = new CalculatorMul();
            break;
        case '/':
            oper = new CalculatorDiv();
            break;
        default:
            break;
        }
        return oper;
    }
};

#endif

作为客户端，实现对计算器的使用：

#include <iostream>
#include <string>
#include "calculator.h"
// #include <Windows.h>

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
    // C++ cout输出中文乱码
    // cited from: https://blog.csdn.net/qq_44881664/article/details/120166258
    system("chcp 65001");
    // SetConsoleOutputCP(CP_UTF8);
    Calculator* oper = nullptr;
    string calculate;
    cout << "请输入要进行的操作：(eg. 3+5)" << endl;
    getline(cin, calculate);
    int i = 0;
    string s_left, s_right;
    for(; i < calculate.size(); ++i)
    {
        if(calculate[i] == '+' || calculate[i] == '-' || calculate[i] == '*' || calculate[i] == '/')
        {
            s_left = calculate.substr(0, i);
            s_right = calculate.substr(i + 1);
            break;
        }
    }
    if(i == calculate.size()) 
    {
        perror("输入表达式有误");
        exit(-1);
    }
    int left = 0, right = 0;
    if(!s_left.empty()) left = stoi(s_left);
    if(!s_right.empty()) right = stoi(s_right);
    oper = CalculatorFactory::createCaculator(calculate[i]);
    double res = 0;
    try
    {
        oper->setNumber(left, right);
        res = oper->CalculateResult();
    }
    catch (double) 
    {
        cerr << "Standard exception: the latter number can not be 0"  << endl;
        exit(-1);
    }
    cout << "答案是" << res << endl;
    return 0;
}

运行输出：

PS D:\CSProject\DesignMode\SimpleFactoryPattern> .\app.exe
Active code page: 65001
请输入要进行的操作：(eg. 3+5)
45 + 67
答案是112

【设计模式】简单工厂模式

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