软件设计模式中的工厂方法模式的详细内容,并举例说明
时间: 2024-04-13 07:30:13 浏览: 104
工厂方法模式(Factory Method Pattern)是一种创建型设计模式,用于定义一个创建对象的接口,但由子类决定要实例化的类是哪一个。工厂方法模式让类的实例化延迟到子类中进行。
详细内容:
- 工厂方法模式包含四个角色:抽象产品(Product)、具体产品(ConcreteProduct)、抽象工厂(Factory)和具体工厂(ConcreteFactory)。
- 抽象产品定义了产品的接口,具体产品实现了抽象产品接口。
- 抽象工厂定义了创建产品的接口,具体工厂实现了抽象工厂接口,并负责创建具体产品的实例。
- 客户端通过调用工厂方法来创建产品,而不是直接实例化具体产品。
示例说明:
假设我们正在开发一个图形库,其中包含不同类型的图形对象,如圆形、矩形和三角形。我们可以使用工厂方法模式来创建这些图形对象。
首先,我们定义一个抽象产品接口 `Shape`,其中包含一个绘制方法 `draw`:
```c
typedef struct {
void (*draw)(void);
} Shape;
```
然后,我们创建具体产品类 `Circle`、`Rectangle` 和 `Triangle`,它们分别实现了抽象产品接口 `Shape`:
```c
typedef struct {
Shape shape;
} Circle;
void Circle_draw(void) {
printf("绘制一个圆形\n");
}
typedef struct {
Shape shape;
} Rectangle;
void Rectangle_draw(void) {
printf("绘制一个矩形\n");
}
typedef struct {
Shape shape;
} Triangle;
void Triangle_draw(void) {
printf("绘制一个三角形\n");
}
```
接下来,我们定义一个抽象工厂接口 `ShapeFactory`,其中包含一个创建产品的方法 `createShape`:
```c
typedef struct {
Shape* (*createShape)(void);
} ShapeFactory;
```
然后,我们创建具体工厂类 `CircleFactory`、`RectangleFactory` 和 `TriangleFactory`,它们实现了抽象工厂接口 `ShapeFactory`,并负责创建具体产品的实例:
```c
typedef struct {
ShapeFactory shapeFactory;
} CircleFactory;
Shape* CircleFactory_createShape(void) {
Shape* shape = (Shape*)malloc(sizeof(Shape));
shape->draw = Circle_draw;
return shape;
}
typedef struct {
ShapeFactory shapeFactory;
} RectangleFactory;
Shape* RectangleFactory_createShape(void) {
Shape* shape = (Shape*)malloc(sizeof(Shape));
shape->draw = Rectangle_draw;
return shape;
}
typedef struct {
ShapeFactory shapeFactory;
} TriangleFactory;
Shape* TriangleFactory_createShape(void) {
Shape* shape = (Shape*)malloc(sizeof(Shape));
shape->draw = Triangle_draw;
return shape;
}
```
现在,我们可以在客户端代码中使用工厂方法来创建具体产品的实例:
```c
int main() {
// 使用圆形工厂创建一个圆形对象
ShapeFactory* circleFactory = (ShapeFactory*)malloc(sizeof(CircleFactory));
circleFactory->createShape = CircleFactory_createShape;
Shape* circle = circleFactory->createShape();
circle->draw();
// 使用矩形工厂创建一个矩形对象
ShapeFactory* rectangleFactory = (ShapeFactory*)malloc(sizeof(RectangleFactory));
rectangleFactory->createShape = RectangleFactory_createShape;
Shape* rectangle = rectangleFactory->createShape();
rectangle->draw();
// 使用三角形工厂创建一个三角形对象
ShapeFactory* triangleFactory = (ShapeFactory*)malloc(sizeof(TriangleFactory));
triangleFactory->createShape = TriangleFactory_createShape;
Shape* triangle = triangleFactory->createShape();
triangle->draw();
free(circleFactory);
free(rectangleFactory);
free(triangleFactory);
free(circle);
free(rectangle);
free(triangle);
return 0;
}
```
在这个示例中,我们使用工厂方法模式创建了不同类型的图形对象。每个具体工厂都实现了 `createShape` 方法来创建对应的具体产品。客户端代码使用具体工厂来创建具体产品的实例,并调用它们的绘制方法。
这就是工厂方法模式的详细内容,并且通过一个图形库的示例进行了说明。希望对你有所帮助!
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