什么时候建工厂合适？

Question

摘自维基百科：

在面向对象计算机中 编程时，工厂是一个对象 用于创建其他对象。它是一个 构造函数的抽象，并且可以 用于实现各种 分配方案。

谁能解释一下工厂类何时需要或有益？

我目前正在开发一个项目，其中我有一个类并使用构造函数来初始化一个对象（废话！），但它可能会失败并且根本无法初始化。我有一个 Success 属性来检查它是否已正确创建。这是何时应该实现工厂类的一个很好的例子吗？这样 Create() 方法可以返回 null，并且我可以摆脱 Success 属性。我的想法正确吗？

Answer 1

工厂情况的教科书示例是当您有一个接口和多个实现，但您不想公开这些实现时。您实现一个工厂（方法或类），该工厂根据您传递的参数生成不同实现的实例；但是，由于它通过接口类型返回它们，因此调用者不会承担实现细节的负担。

真实世界的示例：假设您已经为流读取器定义了一个接口，以及从本地文件、网络资源和标准输入读取的实现。然后，您编写一个工厂方法，该方法采用单个参数（URI），并返回合适的读取器。调用者不需要了解实现细节。最好的部分是，当您决定要支持另一种输入方法（例如 data: URI）时，您只需添加另一个实现并将其添加到工厂中 - 您无需更改调用代码中的任何内容。

Answer 2

工厂的目的是在运行时确定，因此在编译程序时可能且经常在数据不可用的情况下，确定许多 类 中的哪些全部派生自具有 virtual< 的特定类。 /code> 方法，应该为您的程序捕获该数据。

关键是多态语言功能允许您处理不同类型的数据（共享公共基类），调用适合类型的行为。为了从中受益，您需要拥有不同派生类型的对象。在计算机科学课程中学习这一点时，您可能会硬编码创建每种派生类型中的一些，并通过指向基类的指针来使用它们。在复杂的现实问题中，通常不是硬编码创建，而是从程序输入到达的数据驱动，例如数据库表、文件和套接字。根据您在每个点所看到的具体内容，您希望创建一个适当类型的对象来表示它，但您可能需要使用编译时已知类型（指向基类的指针）来保留它的记录。然后，您不仅可以执行基类承诺的操作（其中一些可能涉及动态分派到派生类的实现），而且您还可以（如果需要）准确确定数据的真实类型并相应地调用操作。

例如，假设您阅读以下文件，其中显示了如何为每个数据收集不同类型的数据：

elephant name Tip-Toes partner Mega
mule name Dare-You mane_length 132

您有以下类层次结构来表示这些数据：

struct Animal
{
    Animal(const std::string& name) : name_(name) { }

    virtual void eat_from(Supplies&) = 0; // animals must do in their own way...
    virtual bool can_jump() { return false; } // some animals might, assume not...

    std::string name_;
};

struct Elephant : Animal
{
    Elephant(const std::string& name, const std::string& partner)
      : Animal(name), partner_(partner)
    { }

    std::string partner_;

    virtual void eat_from(Supplies&) { supplies.consume(Tofu, 10 * kg); }
    void swing_trunk(); // something specific to elephants
};

struct Mule : Animal
{
    Mule(const std::string& name, double kgs) : Animal(name), kilograms_(kgs) { }
    double kilograms_;

    virtual void eat_from(Supplies&) { supplies.consume(Grass, 2 * kg); }
    virtual bool can_jump() { return true; }
};

工厂方法的工作是区分大象和骡子，并返回一个新的对象适当的类型（源自 - 但不仅仅是 - Animal）：

Animal* factory(std::istringstream& input)
{
    std::string what, name;
    if (input >> what && input >> name)
    {
        if (what == "elephant")
        {
            std::string partner;
            if (input >> partner)
                return new Elephant(name, partner);
        }
        else if (what == "mule")
        {
            double mane_length;
            if (input >> mane_length)
                return new Mule(name, mane_length);
        }
    }
    // can only reach here on unparsable input...
    throw runtime_error("can't parse input");
}

然后您可以存储 Animal* 并对其执行操作：

std::vector<Animal*> animals;
// we expect 30 animals...
for (int i = 0; i < 30; ++i) animals.push_back(factory(std::cin));

// do things to each animal...
for (int i = 0; i < 30; ++i)
{
    Animal* p_unknown = animals[i];

    std::cout << p_unknown->name() << '\n';

    if (Elephant* p = dynamic_cast<Elephant*>(p_unknown))
        p->swing_trunk();
}

回到您的问题：

我目前正在开发一个项目，我有一个类并使用构造函数来初始化一个对象（废话！），但它可能会失败并且根本无法初始化。我有一个 Success 属性来检查它是否已正确创建。这是何时应该实现工厂类的一个很好的例子吗？这样 Create() 方法可以返回 null，并且我可以摆脱 Success 属性。我的想法正确吗？

不，在这种情况下工厂没有用处，因为仍然只涉及一种类型。只要坚持你所拥有的（在面向对象的意义上），但你可以选择抛出异常、中止程序等，而不是设置一个被调用者可能会或可能不会费心检查的标志。

Answer 3

我对工厂模式的看法一直有些不同，但无论如何我都会给出它。

工厂用于创建一组相关类型。相关并不意味着它们必须完全实现相同的接口。相关意味着，如果您需要实例化一种类型，然后需要创建另一个对象，并且第二个对象的具体（实现）类型取决于第一个对象的具体类型，则需要一个工厂。

仅创建一种类型的对象（没有“相关性”）的工厂不是工厂，而更像是策略。

我的上述定义意味着 Factory 并不像您想象的那样被使用或需要。

对于无法初始化的对象，我建议通过抛出异常而不是依赖状态字段来使用快速失败方法。

Answer 4

我将尝试一个简单的答案:)

来自维基百科。

在以下情况下使用工厂模式：

• 对象的创建阻止了重用，而无需大量重复代码。
• 对象的创建需要访问不适合包含在组合对象中的信息或资源。
• 创建对象的生命周期管理需要集中化，以确保行为一致。

所以我认为在你的特殊情况下你不需要“需要”工厂。
但我想说拥有一个并没有什么坏处。

工厂的一个常见用途是如果您想返回一个接口并隐藏实现类。

例如： 通过

public final class LoginFactory {

private final static Map<SomeEnum, LoginInterface> IMPLEMENTERS = new HashMap<SomeEnum, LoginInterface>();

static {
    IMPLEMENTERS.put(SomeEnum.QUICK, new QuickerLoginImpl());
    IMPLEMENTERS.put(SomeEnum.SECURE, new SecureLoginImpl());
}

public static LoginInterface getLoginImpl(SomeEnum type) { // my naming is bad ...
    return IMPLEMENTERS.get(type);
}

这种

方式，您可以将 SecureLoginImpl 更改为 MoreSecureLoginImpl，而 API 用户甚至不会注意到。

您可能还想查看此 wiki 页面抽象工厂模式。