抽象工厂、依赖注入和良好的设计

Question

我正在努力掌握良好系统设计的诀窍。由于良好的系统设计没有硬性规定，因此我请求您给我一些宝贵的建议。我准备了一个想象的系统并为此准备了一个设计。如果您认为这个设计是好是坏，请告诉我。有更好的办法吗？我在解决方案中使用了抽象工厂和依赖注入。

问题：

设计一个在汽车中运行并控制它的系统。要求是为大众高尔夫制作一个控制发动机、电气、变速箱等组件的系统。

高尔夫可以有不同版本，如 BlueMotion、Twist、GT 等，它们使用不同的组件。例如，如果 GT 使用发动机 a 和电气 b，则 BlueMotion 可以使用发动机 c 和电气 d。

不同汽车的发动机、电气设备和其他部件可能相似，也可能完全不同。例如，“Flat 4 CRDI”发动机使用 CRDI 技术进行燃油喷射，并具有一定的减少振动的性能。 “PumpeDuse V6”发动机采用PD喷射及其自己的减振方法，与“Flat4 CRDI”完全不同。差异不仅在于处理振动，还在于发动机行为的大多数方面。

到目前为止，系统模型应该处理引擎的启动。启动发动机意味着使用电气系统的电源并转动发动机并保持怠速。首先，制作一辆配备“Pumpe Duse E250”发动机和“BoschR10”电气系统的高尔夫“GT”。然而，未来可能会推出许多不同的系列，系统应该能够以最小的麻烦扩展功能和车型。

更新：根据建议编辑代码。

代码：

class Electrical
{
public:
    virtual void OpenCircuit() = 0;
};

class Engine
{
public:
    virtual void Crank(Electrical *) = 0;
};

class CarComponentFactory
{
public:
    virtual Engine* CreateEngine()=0;
    virtual Electrical* CreateElectrical()=0;
};

class PumpeDuseE250:public Engine
{
    virtual void Crank(Electrical *pEle)
    {
        pEle->OpenCircuit();
        //Do the crank
    }
};

class BoschR10: public Electrical
{
    virtual void OpenCircuit()
    {
        //Open the Circuit
    }
};

class GTFactory:public CarComponentFactory
{
public:
    virtual Engine* CreateEngine()
    {
        return new PumpeDuseE250();
    }

    virtual Electrical* CreateElectrical()
    {
        return new BoschR10();
    }
};

class VWGolf
{
    auto_ptr<Engine> mpEngine;
    auto_ptr<Electrical> mpElectrical;      
public:
    VWGolf(Engine *pEngine, Electrical *pElectrical):mpEngine(pEngine), mpElectrical(pElectrical)
    {
    }

    void Start()
    {
        mpEngine->Crank(mpElectrical.get());
    }

    ~VWGolf()
    {           
    }
};

创建对象的示例：

void main()
{
    GTFactory Factory;
    VWGolf golfGT(Factory.CreateEngine(), Factory.CreateElectrical());
    golfGT.Start();
}

请注意，“BoschR10”等名称是虚构的。

Answer 1

这就是我要做的：

从基础开始：

class Car {};

然后根据需要进行扩展。

问题是，到目前为止，还没有进一步的要求。
没有要求汽车使用不同的组件来完成任何事情，所以我暂时将它们排除在外。我们只需要能够制造出具有特定组件的汽车即可。但在我们知道这些组件应该做什么之前，没有理由让它们比注释更多：

// create a car using engine A and gearbox B
Car car1;

// create one with engine C and electrical D
Car car2;

我们就这样了。这是我的设计。考虑到这个起点，当您提出更多需求时，只需很少的代码即可扩展系统。当需求发生变化时，几乎没有什么可以破坏或需要重写。它简单干净。

所以现在，我的结论是，这是符合您要求的理想设计。与大型继承层次结构相比，它更加健壮，更加高效，并且包含错​​误的可能性也小得多。而且它也是百分百可重用的代码。

正如您可能从我在您的问题下的评论中了解到的那样，好的设计取决于上下文。抽象意义上的“汽车”并没有什么好的设计。

但是我们可以为“赛车游戏的汽车”，或者“管理汽车工厂的系统”，或者“显示汽车的各种属性的状态（门打开或关闭，当前速度，燃料）提出好的设计。水平，未系安全带）。”

设计并不取决于您正在建模的对象，而是取决于您想用它们做什么。从你到目前为止的描述来看，这些物体的目的除了存在之外什么都没有。所以我建议一个模型，里面只有汽车，没有其他东西。

最好的设计不是最能描述某个物理对象的设计，而是最能允许您的应用程序执行其应该执行的操作的设计。

如果您的应用程序要做的就是“拥有一辆车”，那么模型就变得非常简单。

Answer 2

我会删除工厂（实际上应用依赖注入）和 VWGolf 之间的依赖关系，并且我会确保使用 RAII 而不是原始指针。你的 main 应该看起来更像这样：

void main() // still not applying RAII
{
  GTFactory factory;
  VWGolf golfGT(factory.CreateEngine(), factory.CreateElectrical());
  golfGT.Start();
}

计算一下你需要进行多少次模拟才能用你的方式与我的方式测试 VWGolf。