從C++編程入手設計模式
工廠模式
? 我們馬上就要迎來我們的第二個創建型設計模式：工廠方法模式（Factory Method Pattern）。換而言之，我們希望使用一個這樣的接口，使用其他手段而不是直接創建的方式（說的有點奇怪，大致意思是——不是直接new，而是使用父子對象機制，給定一個判斷條件讓我們的工廠類選擇創建具體的子類）
? 這是因為在軟件開發中，直接在代碼中使用 new 關鍵字創建對象會導致代碼與具體類緊密耦合，降低了系統的靈活性和可擴展性。工廠方法模式通過引入工廠接口和具體工廠類，將對象的創建過程封裝起來，使得客戶端代碼與具體產品類解耦，從而提高了系統的可維護性和可擴展性。
? 一個完整的工廠模式中存在四個基本的類。
- 抽象產品（Product）：定義產品的接口，是所有具體產品類的父類。
- 具體產品（ConcreteProduct）：實現了抽象產品接口的具體類，表示被創建的對象。
- 抽象工廠（Creator）：聲明工廠方法
factoryMethod()，返回抽象產品類型的對象。 - 具體工廠（ConcreteCreator）：實現抽象工廠中的工廠方法，返回具體產品的實例。
? 很顯然，抽象的產品和類是一個接口，我們所有的產品都需要滿足這個接口，或者說，是屬于這個產品類的對象，需要被對應的具體的工廠所創建。當然，對于小項目，筆者一般喜歡合并抽象工廠和具體工廠為工廠，這樣的話直接對這工廠類發起對象創建請求即可。
C++實現的一些要點
- 使用抽象類和虛函數：通過定義抽象產品類和抽象工廠類，利用虛函數實現多態性，使得客戶端代碼可以通過基類指針或引用操作具體產品對象。
- 使用智能指針管理對象生命周期：為了避免內存泄漏，建議使用
std::unique_ptr或std::shared_ptr管理動態分配的對象。 - 將對象創建邏輯封裝在工廠類中：將具體產品類的實例化過程封裝在具體工廠類中，客戶端代碼只需調用工廠方法獲取產品對象，而無需關心具體的創建細節。
? 下面是一個非常經典的例子，但是不夠好，體現不出來為什么工廠模式存在，但是繪景代碼是如下的：
#include <iostream>
#include <memory>class Shape {
public:virtual void draw() = 0;virtual ~Shape() = default;
};class Circle : public Shape {
public:void draw() override {std::cout << "Drawing a Circle" << std::endl;}
};class Square : public Shape {
public:void draw() override {std::cout << "Drawing a Square" << std::endl;}
};class ShapeFactory {
public:virtual std::unique_ptr<Shape> createShape() = 0;virtual ~ShapeFactory() = default;
};class CircleFactory : public ShapeFactory {
public:std::unique_ptr<Shape> createShape() override {return std::make_unique<Circle>();}
};class SquareFactory : public ShapeFactory {
public:std::unique_ptr<Shape> createShape() override {return std::make_unique<Square>();}
};int main() {std::unique_ptr<ShapeFactory> circleFactory = std::make_unique<CircleFactory>();std::unique_ptr<Shape> circle = circleFactory->createShape(); // 是一個shapecircle->draw(); // 但是是circle，所以調用的就是circle的方法std::unique_ptr<ShapeFactory> squareFactory = std::make_unique<SquareFactory>();std::unique_ptr<Shape> square = squareFactory->createShape();square->draw();return 0;
}
一些你需要注意的事情
- 避免過度使用：在對象創建過程簡單且不會發生變化的情況下，使用工廠方法模式可能會增加系統的復雜性，導致代碼冗余。（換而言之，不要到處用這個東西，除非真需要了（大量相似對象的創建））
- 合理組織類結構：隨著產品種類和工廠類的增加，類的數量也會增加，需要合理組織類結構，避免類爆炸。
- 結合其他設計模式使用：工廠方法模式可以與其他設計模式（如單例模式、抽象工廠模式）結合使用，以滿足更復雜的系統需求。
例子：快餐連鎖店的漢堡制作系統
背景：
您正在為一家快餐連鎖店開發一個漢堡制作系統。不同的快餐品牌（如麥當勞和漢堡王）有各自的漢堡制作方式，包括使用的面包類型、配料和包裝方式。
任務：
- 定義一個抽象基類
Burger，包含純虛函數grill()、prepare()和wrap()，以及成員變量如name、bunType和condiments。 - 實現具體的漢堡類，如
McDonaldsCheeseBurger和BurgerKingCheeseBurger，分別繼承自Burger，并實現上述方法，輸出相應的制作步驟。 - 創建一個抽象工廠類
BurgerJoint，包含純虛函數createBurger(const std::string& type)，用于創建不同類型的漢堡。 - 實現具體的工廠類，如
McDonalds和BurgerKing，繼承自BurgerJoint，根據傳入的類型創建相應的漢堡實例。 - 在主函數中，模擬客戶在不同快餐店點餐的過程，使用工廠類創建漢堡對象，并調用其制作方法。
這些要求你需要做到
- 使用
std::unique_ptr管理對象生命周期。智能指針是一個好東西，多用用！ - 保持代碼的可擴展性，方便將來添加新的快餐品牌或漢堡類型。
實現：modern-cpp-patterns-playground/FactoryBaseMethod/BurgerCreator at main · Charliechen114514/modern-cpp-patterns-playground
class AbstractBurger {
public:virtual void grill() = 0;virtual void prepare() = 0;virtual void wrap() = 0;virtual ~AbstractBurger() = default; /* this is required to the parent calss */
};
首先，咱們起手定義了一個抽象基類 AbstractBurger，其中包含了 grill()、prepare() 和 wrap() 三個純虛函數，代表了制作漢堡的三個主要步驟。然后，我為麥當勞和漢堡王分別實現了具體的漢堡類，如 McBurger、McCheeseBurger、BurgerKingBurger 和 BurgerKingCheeseBurger，每個類都根據品牌和漢堡類型的不同，實現了各自的制作流程。
class BurgerProvider {
public:virtual std::unique_ptr<AbstractBurger> create_specifiedBurger(const std::string& specified_type) = 0;virtual ~BurgerProvider() = default;
};
為了創建這些漢堡對象，我定義了一個抽象工廠類 BurgerProvider，并為每個品牌實現了具體的工廠類 McBurgerProvider 和 BurgerKingProvider。這些工廠類根據傳入的參數（如 “normal” 或 “cheese”）來決定創建哪種具體的漢堡對象。通過這種方式，客戶端代碼可以通過工廠類來創建所需的漢堡，而無需了解具體的實現細節，從而實現了對象創建的解耦。
習題
背景：
您正在開發一個通知發送系統，支持多種通知方式，如電子郵件（Email）、短信（SMS）和推送通知（Push Notification）。每種通知方式有其特定的發送邏輯和所需的參數。
任務：
- 定義一個抽象基類
Notification，包含純虛函數send(const std::string& message)。 - 實現具體的通知類，如
EmailNotification、SMSNotification和PushNotification，分別繼承自Notification，并實現發送邏輯。 - 創建一個工廠類
NotificationFactory，包含靜態成員函數createNotification(const std::string& type)，根據傳入的類型創建相應的通知對象。 - 在主函數中，模擬發送不同類型通知的過程，使用工廠類創建通知對象，并調用其發送方法。
要求：
- 使用
std::unique_ptr管理對象生命周期。 - 考慮每種通知方式所需的特定參數，并在創建對象時傳入。
- 保持代碼的可擴展性，方便將來添加新的通知方式。
筆者也有自己的實現：modern-cpp-patterns-playground/FactoryBaseMethod/NotificationSystem at main · Charliechen114514/modern-cpp-patterns-playground
)
