設計模式學習之Factory 方法模式和原型模式

提出問題-分析問題-解決問題，這是一般寫議論文的常規思路，正是通常文章採用這種方法來寫的，所以學習一種理論，也是順著這個思想來的，學習設計模式也不例外。在學任何一種模式前，一定要首先搞清楚這種模式產生的背景，即實際編碼或修改維護代碼中遇到的問題，然後分析出現的問題，是否違背了設計模式的原則或物件導向的思想，然後在引出解決這個問題用到的設計模式，最後對比總結，歸納出此種模式適用的場合及優缺點。

1.Factory 方法模式
定義：定義一個用於建立對象的介面，讓子類決定執行個體化哪一個類，Factory 方法使一個類的執行個體化延遲到其子類

簡單原廠模式VSFactory 方法模式：簡單原廠模式的最大優點在於工廠類中包含了必要的邏輯判斷，根據用戶端的選擇條件動態執行個體化相關的類，對於用戶端來說，去除了與具體產品的依賴。前面的簡單原廠模式的計算機例子中，只需要把‘+’給工廠，工廠自動給出了相應的執行個體，用戶端只要去做運算就可以了，不同的執行個體會實現不同的運算。但問題是，如果要增加一個功能，需要在工廠類的方法裡加‘case’分支條件，這樣不但對擴充開放了，對修改也開放了，違背了開放-封閉原則。既然這個工廠類與分支耦合，那麼就對它下手，根據依賴倒轉原則，把工廠類抽象出一個介面，這個介面只有一個方法，就是建立抽象產品的Factory 方法，然後所有的生產具體類的工廠長就去實現這個介面，這樣轉成Factory 方法模式後就不需要更改原有的工廠類了，只需要增加此功能的運算類和相應的工廠類就可以了，這樣只有擴充的變化，沒有修改的變化，就符合了開放-封有閉原則。

Factory 方法模式實現時，用戶端需要決定執行個體化哪一個工廠來實現運算類，選擇判斷的問題還是存在的，只是把簡單工廠的內部邏輯判斷移到了用戶端來進行，想要加功能，本來是改工廠類的，而現在是修改用戶端。

執行個體：

#include <string>#include <iostream>using namespace std;//執行個體基類class LeiFeng{public:virtual void Sweep(){cout<<"雷鋒掃地"<<endl;}};//學雷鋒的大學生，相當於 ConcreteProductclass Student: public LeiFeng{public:virtual void Sweep(){cout<<"大學生掃地"<<endl;}};//學雷鋒的志願者，相當於 ConcreteProductclass Volenter: public LeiFeng{public :virtual void Sweep(){cout<<"志願者掃地"<<endl;}};//工場基類 Creatorclass LeiFengFactory{public:virtual LeiFeng* CreateLeiFeng(){return new LeiFeng();}};//工場具體類class StudentFactory : public LeiFengFactory{public :virtual LeiFeng* CreateLeiFeng(){return new Student();}};class VolenterFactory : public LeiFengFactory{public:virtual LeiFeng* CreateLeiFeng(){return new Volenter();}};//用戶端int main(){LeiFengFactory *sf=new LeiFengFactory();LeiFeng *s=sf->CreateLeiFeng();s->Sweep();delete s;delete sf;return 0;}

優點：Factory 方法模式是簡單原廠模式的進一步抽象和推廣，由於使用了多態性，Factory 方法模式保持了簡單原廠模式封裝對象建立過程的優點，而且遵循開放-封閉原則。Factory 方法模式的缺點是由於每加一個產品，就需要加一個產品工廠的類，增加了額外的開發量。

2.原型模式
定義：從一個對象再建立另外一個可定製的對象，而無需知道任何建立的細節，並能提高建立的效能，說白了就是將一個對象完整地copy一份

執行個體：

#include <iostream>#include <vector>#include <string>using namespace std;class Prototype //抽象基類{private:string m_strName;public:Prototype(string strName){ m_strName = strName; }Prototype() { m_strName = " ";}void Show(){cout<<m_strName<<endl;}virtual Prototype* Clone() = 0;};// class ConcretePrototype1class ConcretePrototype1 : public Prototype{public:ConcretePrototype1(string strName) : Prototype(strName){}ConcretePrototype1(){}virtual Prototype* Clone(){ConcretePrototype1 *p = new ConcretePrototype1();*p = *this; //複製對象return p;}};// class ConcretePrototype2class ConcretePrototype2 : public Prototype{public:ConcretePrototype2(string strName) : Prototype(strName){}ConcretePrototype2(){}virtual Prototype* Clone(){ConcretePrototype2 *p = new ConcretePrototype2();*p = *this; //複製對象return p;}};//用戶端int main(){ConcretePrototype1* test = new ConcretePrototype1("小王");ConcretePrototype2* test2 = (ConcretePrototype2*)test->Clone();test->Show();test2->Show();return 0;}

應用場合：如果要對一個對象重複建立，那麼每new一次，都需要執行一次建構函式，如果建構函式的執行時間很長，那麼多次執行這個初始化就實在是太低效了。一般在初始化的資訊不發生變化的情況下，複製是最好的方法，這既隱藏了對象建立的細節，又對效能是大大的提高，不用重新初始化對象，而是動態地獲得對象運行時的狀態。