介紹
前文初始篇C++ 深入淺出工廠模式（初始篇），主要闡述了簡單工廠模式、工廠方法模式和抽象工廠模式的結構、特點和缺陷等，以上三種方式，在新增產品時，要么修改工廠類，要么需新增具體的工廠類，說明工廠類的封裝性還不夠好，
本文進階篇，主要是將工廠類的封裝性提高，達到新增產品時，也不需要修改工廠類，不需要新增具體的工廠類，封裝性高的工廠類特點是擴展性高、復用性也高，
模板工廠
針對工廠方法模式封裝成模板工廠類，那么這樣在新增產品時，是不需要新增具體的工廠類，減少了代碼的撰寫量，
UML圖：
模板工廠代碼：
Shoes和Clothe，分別為鞋子和衣服的抽象類（基類）NiKeShoes和UniqloClothe，分別為耐克鞋子和優衣庫衣服具體產品類，
// 基類 鞋子
class Shoes
{
public:
virtual void Show() = 0;
virtual ~Shoes() {}
};
// 耐克鞋子
class NiKeShoes : public Shoes
{
public:
void Show()
{
std::cout << "我是耐克球鞋，我的廣告語：Just do it" << std::endl;
}
};
// 基類 衣服
class Clothe
{
public:
virtual void Show() = 0;
virtual ~Clothe() {}
};
// 優衣庫衣服
class UniqloClothe : public Clothe
{
public:
void Show()
{
std::cout << "我是優衣庫衣服，我的廣告語：I am Uniqlo" << std::endl;
}
};
AbstractFactory為抽象模板工廠類，其中模板引數：AbstractProduct_t產品抽象類，如Shoes、ClotheConcreteFactory為具體模板工廠類，其中模板引數：AbstractProduct_t產品抽象類（如Shoes、Clothe），ConcreteProduct_t產品具體類（如NiKeShoes、UniqloClothe）
// 抽象模板工廠類
// 模板引數：AbstractProduct_t 產品抽象類
template <class AbstractProduct_t>
class AbstractFactory
{
public:
virtual AbstractProduct_t *CreateProduct() = 0;
virtual ~AbstractFactory() {}
};
// 具體模板工廠類
// 模板引數：AbstractProduct_t 產品抽象類，ConcreteProduct_t 產品具體類
template <class AbstractProduct_t, class ConcreteProduct_t>
class ConcreteFactory : public AbstractFactory<AbstractProduct_t>
{
public:
AbstractProduct_t *CreateProduct()
{
return new ConcreteProduct_t();
}
};
main函式，根據不同型別的產品，構造對應的產品的工廠物件，便可通過對應產品的工廠物件創建具體的產品物件，
int main()
{
// 構造耐克鞋的工廠物件
ConcreteFactory<Shoes, NiKeShoes> nikeFactory;
// 創建耐克鞋物件
Shoes *pNiKeShoes = nikeFactory.CreateProduct();
// 列印耐克鞋廣告語
pNiKeShoes->Show();
// 構造優衣庫衣服的工廠物件
ConcreteFactory<Clothe, UniqloClothe> uniqloFactory;
// 創建優衣庫衣服物件
Clothe *pUniqloClothe = uniqloFactory.CreateProduct();
// 列印優衣庫廣告語
pUniqloClothe->Show();
// 釋放資源
delete pNiKeShoes;
pNiKeShoes = NULL;
delete pUniqloClothe;
pUniqloClothe = NULL;
return 0;
}
- 輸出結果：
[root@lincoding factory]# ./templateFactory
我是耐克球鞋，我的廣告語：Just do it
我是優衣庫衣服，我的廣告語：I am Uniqlo
產品注冊模板類+單例工廠模板類
前面的模板工廠雖然在新增產品的時候，不需要新增具體的工廠類，但是缺少一個可以統一隨時隨地獲取指定的產品物件的類，
還有改進的空間，我們可以把產品注冊的物件用std::map的方式保存，通過key-valve的方式可以輕松簡單的獲取對應的產品物件實體，
實作大致思路：
-
把產品注冊的功能封裝成產品注冊模板類，注冊的產品物件保存在工廠模板類的
std::map，便于產品物件的獲取， -
把獲取產品物件的功能封裝成工廠模板類，為了能隨時隨地獲取指定產品物件，則把工廠設計成單例模式，
UML圖：
產品注冊模板類+單例工廠模板類：
IProductRegistrar為產品注冊抽象類，模板引數ProductType_t表示的類是產品抽象類（如Shoes、Clothe），提供了產品物件創建的純虛函式CreateProduct，ProductFactory為工廠模板類，模板引數ProductType_t表示的類是產品抽象類（如Shoes、Clothe），用于保存注冊產品物件到std::map中和獲取對應的產品物件，ProductRegistrar為產品注冊模板類，模板引數ProductType_t表示的類是產品抽象類（如Shoes、Clothe），ProductImpl_t表示的類是具體產品（如NikeShoes、UniqloClothe），用于注冊產品到工廠類和創建產品實體物件，
// 基類，產品注冊模板介面類
// 模板引數 ProductType_t 表示的類是產品抽象類
template <class ProductType_t>
class IProductRegistrar
{
public:
// 獲取產品物件抽象介面
virtual ProductType_t *CreateProduct() = 0;
protected:
// 禁止外部構造和虛構, 子類的"內部"的其他函式可以呼叫
IProductRegistrar() {}
virtual ~IProductRegistrar() {}
private:
// 禁止外部拷貝和賦值操作
IProductRegistrar(const IProductRegistrar &);
const IProductRegistrar &operator=(const IProductRegistrar &);
};
// 工廠模板類，用于獲取和注冊產品物件
// 模板引數 ProductType_t 表示的類是產品抽象類
template <class ProductType_t>
class ProductFactory
{
public:
// 獲取工廠單例，工廠的實體是唯一的
static ProductFactory<ProductType_t> &Instance()
{
static ProductFactory<ProductType_t> instance;
return instance;
}
// 產品注冊
void RegisterProduct(IProductRegistrar<ProductType_t> *registrar, std::string name)
{
m_ProductRegistry[name] = registrar;
}
// 根據名字name，獲取對應具體的產品物件
ProductType_t *GetProduct(std::string name)
{
// 從map找到已經注冊過的產品，并回傳產品物件
if (m_ProductRegistry.find(name) != m_ProductRegistry.end())
{
return m_ProductRegistry[name]->CreateProduct();
}
// 未注冊的產品，則報錯未找到
std::cout << "No product found for " << name << std::endl;
return NULL;
}
private:
// 禁止外部構造和虛構
ProductFactory() {}
~ProductFactory() {}
// 禁止外部拷貝和賦值操作
ProductFactory(const ProductFactory &);
const ProductFactory &operator=(const ProductFactory &);
// 保存注冊過的產品，key:產品名字 , value:產品型別
std::map<std::string, IProductRegistrar<ProductType_t> *> m_ProductRegistry;
};
// 產品注冊模板類，用于創建具體產品和從工廠里注冊產品
// 模板引數 ProductType_t 表示的類是產品抽象類（基類），ProductImpl_t 表示的類是具體產品（產品種類的子類）
template <class ProductType_t, class ProductImpl_t>
class ProductRegistrar : public IProductRegistrar<ProductType_t>
{
public:
// 建構式，用于注冊產品到工廠，只能顯示呼叫
explicit ProductRegistrar(std::string name)
{
// 通過工廠單例把產品注冊到工廠
ProductFactory<ProductType_t>::Instance().RegisterProduct(this, name);
}
// 創建具體產品物件指標
ProductType_t *CreateProduct()
{
return new ProductImpl_t();
}
};
main函式，通過ProductRegistrar注冊各種不同型別產品，在統一由ProductFactory單例工廠獲取指定的產品物件，
int main()
{
// ========================== 生產耐克球鞋程序 ===========================//
// 注冊產品種類為Shoes（基類），產品為NiKe（子類）到工廠，產品名為nike
ProductRegistrar<Shoes, NiKeShoes> nikeShoes("nike");
// 從工廠獲取產品種類為Shoes，名稱為nike的產品物件
Shoes *pNiKeShoes = ProductFactory<Shoes>::Instance().GetProduct("nike");
// 顯示產品的廣告語
pNiKeShoes->Show();
// 釋放資源
if (pNiKeShoes)
{
delete pNiKeShoes;
}
// ========================== 生產優衣庫衣服程序 ===========================//
// 注冊產品種類為Clothe（基類），產品為UniqloClothe（子類）到工廠，產品名為uniqlo
ProductRegistrar<Clothe, UniqloClothe> adidasShoes("uniqlo");
// 從工廠獲取產品種類為Shoes，名稱為adidas的產品物件
Clothe *pUniqloClothe = ProductFactory<Clothe>::Instance().GetProduct("uniqlo");
// 顯示產品的廣告語
pUniqloClothe->Show();
// 釋放資源
if (pUniqloClothe)
{
delete pUniqloClothe;
}
return 0;
}
- 輸出結果：
[root@lincoding factory]# ./singleFactory
我是耐克球鞋，我的廣告語：Just do it
我是優衣庫衣服，我的廣告語：I am Uniqlo
總結
將工廠方法模式改良成模板工廠，雖然可以解決產品新增時，不需要新增具體工廠類，但是缺少一個可以隨時隨地獲取產品物件的方式，說明還有改進的空間，
將模板工廠改良成產品注冊模板類+單例工廠模板類，產品注冊模板類用于注冊不同型別的產品，單例工廠模板類用于獲取指定已注冊的產品物件，這種方式，可以把工廠模式中產品的注冊和獲取的主要功能很好的抽象成兩個類，并且使用單例模式使得工廠類可以隨時隨地獲取已注冊的產品物件，
所以產品注冊模板類+單例工廠模板類的工廠模式，達到了開閉法則，并且擴展性高和封裝度高，
PS：想學習更多單例模式，可以參考C++ 執行緒安全的單例模式總結文章閱讀，
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