c++ - 具有参数化构造函数的抽象工厂

Question

我最近听说了抽象工厂模式，目前对在需要参数化构造函数时如何设计这种模式有一些疑问。

更准确地说，据我了解，这种设计模式的主要好处之一是为了便于代码管理，因为每当向系统引入一种新类型时，都需要调整一个调用对象构造函数的工厂函数。

我发现的大多数示例仅考虑空构造函数(比如默认构造函数)。
但是，如果需要使用参数化构造函数会怎样？这种设计模式还有效吗？
由于派生类之间的参数类型和数量可能不同，是否需要考虑多个工厂功能？下面我将举例说明我想要实现的目标。请注意，为了减少代码行，我只考虑了每个类一个构造函数，它既用作默认构造函数又用作参数化构造函数。

class Shape {
public:
    Shape(){std::cout << "Calling Shape Constructor\n";};
    virtual ~Shape(){std::cout << "Calling Shape Desstructor\n";};
    virtual void draw() const = 0;
    virtual void doSomething1(int) const = 0;
    virtual void doSomething2(int, float) const = 0;
};

class Rectangle : public Shape {
public:
    Rectangle(int l = 0, int b = 0 ):l(l),b(b){ std::cout << "Calling Rectangle Constructor\n"; };
    ~Rectangle(){ std::cout << "Calling Rectangle Destructor\n\n"; };
    virtual void draw() const{ /* Draw Rectangle */ }; 
    virtual void doSomething1(int) const { /* doSomething1 */};
    virtual void doSomething2(int, float) const { /* doSomething2 */};
private:
    int l,b;
};

class Circle : public Shape {
public:
    Circle(int r = 0):r(r){ std::cout << "Calling Circle Constructor\n"; };
    ~Circle(){ std::cout << "Calling Rectangle Destructor\n\n"; };
    virtual void draw() const{ /* Draw Circle*/ }; 
    virtual void doSomething1(int) const { /* doSomething1 */};
    virtual void doSomething2(int, float) const { /* doSomething2 */};
private:
    int r;
};

class ShapeFactory{

public:
    ShapeFactory(int = 0, double = 0);
    std::unique_ptr<Shape> CreateShape(const std::string & );
    ~ShapeFactory();
};

std::unique_ptr<Shape> ShapeFactory::CreateShape(const std::string & type /*, int rad, int side1, int side2, .... */) {

    if ( type == "circle" ) return std::unique_ptr<Shape>(new Circle( /* rad */)); // Should call Circle(int rad)!
    if ( type == "rectangle" ) return std::unique_ptr<Shape>(new Rectangle( /* side1, side2 */)); // Should call Rectangle(int, int)!
    // if ( type == "someNewShape") return std::unique_ptr<Shape>(new someNewShape( /* param1, param2, ... */)); // Should call someNewShape(param1, param2)!
    throw std::invalid_argument("MobileFactory: invalid type: " + type);
}

我还有一个疑问。想象一下，由于某些需要，我需要“ShapeFactory”类的类成员。我想凭直觉做的是:

std::vector< std::unique_ptr<ShapeFactory2> > mylist;
mylist.push_back( new ShapeFactory2(CreateShape("circle",radius), param1, param2) );
mylist.push_back( new ShapeFactory2(CreateShape("rectangle",side1,side2), param1, param2) );

for (std::vector< std::unique_ptr<ShapeFactory2> >::const_iterator it = v.begin(), end = v.end(); it != end; ++it)
{
    int param1   = it->param1;
    float param2 = it->param2;
    it->doSomething2(param1, param2);

    // or equivalently 
    Shape * myShape = *it;
    int param1   = it->param1;
    float param2 = it->param2;
    myShape->doSomething2(param1, param2);
}

对于这种特定情况，“ShapeFactory”类声明会发生什么变化？除了 param1、param2 之外，我现在还会有一个 smart_pointer 作为类(class)成员吗？如果是，谁能说明如何实现构造函数/析构函数？

非常欢迎所有建议/想法! ;-)

Answer 1

只有当派生对象的签名足够相似以支持公共(public)构造函数签名时，工厂模式才真正适用。这是一种常见的情况，因为对象适合共享虚函数签名，因此构造函数也相似。在您的示例中，从中心点和区域构建形状适合工厂模式。

如果构造函数完全不同，工厂模式就毫无意义，应该避免使用。当不使用工厂时，您提供的用法示例更加清晰和安全。

我将使用我最近代码中的参数为您提供一个合理的工厂的简短示例:假设您想要将一个函数拟合到图像的像素。有两种可能的计算方式，不相交(行和列彼此分开)和 union 。不相交拟合更便宜，但对于某些数据来说是不可能的。这些计算方式由两个不同的类支持，DisjointFitter 和 JointFitter，它们接收数据作为它们的参数并且都派生自 Fitter。工厂看起来像:

std::auto_ptr<Fitter> Fitter::create( const Data& data ) {
    if ( data.supports_disjoint_fitting() ) {
        return std::auto_ptr<Fitter>( new DisjointFitter(data) );
    } else {
        return std::auto_ptr<Fitter>( new JointFitter(data) );
    }
}

在形状上有些做作的术语中，它可能看起来像:

enum BasicShape { Round, Edgy };
mylist.push_back( ShapeFactory::CreateShape( Round, 16 ) );

抽象工厂方法看起来像:

static std::unique_ptr<Shape> CreateShape(BasicShape shape, double area) {
    if ( shape == Round ) 
        return std::unique_ptr<Shape>( new Circle( sqrt(area / M_PI) ) );
    else
        return std::unique_ptr<Shape>( new Square( sqrt(area) ) );
}