初识设计模式之工厂模式-CFANZ编程社区

初识设计模式之工厂模式

什么是工厂模式？

工厂模式是最经常被使用的设计模式之一。
根据不同需求，通过使用一个公共接口指向所需要创建的新对象，且创建逻辑不会暴露给客户端。
使用该模式的好处是，可以在不修改原有代码的基础上加入新的产品，满足软件设计的开闭原则。

优点

使用者只需要知道对象ID就可以创建新对象。
代码扩展性强，增加新产品时，只需要在库中添加类即可，不需要改变用户代码。
代码解耦性强。

缺点

产品增多时，对应的类将会变多，增加了系统的复杂度。
增加了系统的抽象性，使之不好理解。

实现原理
在这里插入图片描述
类比场景

小明想通过绘图笔画个圆形。
在使用之前，需要创建个画图箱，具体步骤如下：
1、创建公共画笔（创建接口结构体）。
2、赋予画图功能（在接口中添加功能函数）。
3、要实现公共画笔可根据画图需求继承圆形笔、矩形笔、方形笔其中一个的功能（根据对象ID实例化对象，并调用对象函数）。
4、分别创建圆形笔、矩形笔、方形笔（创建实现接口的实体类）。
完成以上步骤后，画图笔先是根据画圆形的需求，创建公共画笔并继承圆形笔的功能，然后绘制圆形。

代码实现
1、创建Shape接口并实现

//shape.h
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
typedef struct Shape
{
	char type[128];
	void (*draw)(struct Shape *c_this);
}Shape;

void ShapeDraw(Shape *c_this);
Shape* ShapeFactoryCreateShape(char *type);

Shape* CircleCreate(void);
Shape* RectangleCreate(void);
Shape* SquareCreate(void);

2、创建并实现工厂类

//drawshape.c
#include "shape.h"
void ShapeDraw(Shape *c_this)
{
	if(c_this!=NULL)
		c_this->draw(c_this);
}
Shape* ShapeFactoryCreateShape(char *type) 
{
	if(type == NULL)
		return NULL;
	if (strcmp("circle", type)==0)
		return CircleCreate();
	else if (strcmp("rectangle", type)==0)
		return RectangleCreate();
	else if (strcmp("square", type)==0)
		return SquareCreate();
	else 
		return NULL;
}

3、创建实现接口的实体类

//shapefactory.c 
#include "shape.h"
//1.Circle类
static void CircleDraw(Shape *c_this) 
{
	printf("Circle draw\n");
}

Shape *CircleCreate(void) 
{
	Shape *c_this = (Shape *)malloc(sizeof(Shape));	
	if(c_this==NULL)
		return NULL;
	memset(c_this, 0, sizeof(Shape));
	c_this->draw = CircleDraw;
		return c_this;
}
//2.Rectangle类
static void RectangleDraw(Shape *c_this) 
{
	printf("Rectangle draw\n");
}

Shape *RectangleCreate(void) 
{
	Shape *c_this = (Shape *)malloc(sizeof(Shape));
	if(c_this == NULL)
		return NULL;
	memset(c_this, 0, sizeof(Shape));
	c_this->draw = RectangleDraw;
	return c_this;
}
//3.Square类
static void SquareDraw(Shape *c_this) 
{
	printf("Square draw\n");
}

Shape *SquareCreate(void) 
{
	Shape *c_this = (Shape *)malloc(sizeof(Shape));
	if(c_this == NULL)
		return NULL;
	memset(c_this, 0, sizeof(Shape));
	c_this->draw = SquareDraw;
	return c_this;
}

4、FactoryPatternDemo类使用ShapeFactory来获取Shape对象

//factorypatterndemo.c
#include "shape.h"
void main(void) 
{
	//获取 Circle 的对象，并调用它的 draw 方法
	Shape* circle_shape = ShapeFactoryCreateShape("circle");
	ShapeDraw(circle_shape);
	free(circle_shape);

	//获取 Rectangle 的对象，并调用它的 draw 方法
	Shape* rectangle_shape = ShapeFactoryCreateShape("rectangle");
	ShapeDraw(rectangle_shape);
	free(rectangle_shape);

	//获取 Square 的对象，并调用它的 draw 方法
	Shape* square_shape = ShapeFactoryCreateShape("square");
	ShapeDraw(square_shape);
	free(square_shape);
}

Makefile

MainPro : shapefactory.o drawshape.o shape.h
	gcc factorypatterndemo.c shapefactory.o drawshape.o -o MainPro
shapefactory.o : shapefactory.c shape.h
	gcc -c shapefactory.c -o shapefactory.o
drawshape.o : drawshape.c shape.h
	gcc -c drawshape.c -o drawshape.o
.PHONY:clean
clean :
	rm -rf *.o

运行

root@instance-3xw0fccv:~/DesignMode/factory# make
gcc -c shapefactory.c -o shapefactory.o
gcc -c drawshape.c -o drawshape.o
gcc factorypatterndemo.c shapefactory.o drawshape.o -o MainPro
root@instance-3xw0fccv:~/DesignMode/factory# ./MainPro
Circle draw
Rectangle draw
Square draw