软件设计模式——工厂模式

软件设计模式——工厂模式

一、设计模式的认知

1.1 什么是软件设计模式：

​ 软件设计模式，又称设计模式。它是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性、程序的重用性。综上：设计模式就是泛指一系列编程的思想，是代码设计经验的总结，基于设计模式来开发代码可以使得程序更加稳定，拓展性更强。

1.2 为什么要学习设计模式：

​ 在以往的项目开发中，不管是 ftp服务器 还是 图像识别智能垃圾桶 又或者更之前的智能小车项目，都没有一个固定的代码开发格式，更多的是根据需求一个个实现功能，虽然有了分文件编程的思想，但是代码整体还是缺乏规整度。尤其是在开发过程中，一个功能的实现经常会导致其他功能出现问题，所以需要学习设计模式，使得代码更加健壮和格式化。

1.3 设计模式的分类：

软件设计模式共有23种，总体来说可以被分为三大类：

• 五种创建型模式：工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式。
• 七种结构型模式：适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。
• 十一种行为型模式：策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。

下面我们就来学习创建型模式中的一种：工厂模式。

二、工厂模式

• 工厂模式（Factory Pattern）是程序中最常见的设计模式之一，这种类型的设计模式属于：创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方法。
• 在工厂模式中，我们在创建对象时不会对客户端暴露创建的逻辑，并且是通过使用一个共同的接口来指向一个新创建的对象。

2.1 工厂模式实例：

• .h文件

#ifndef __PEOPLE_H__
#define __PEOPLE_H__

#include <stdio.h>

struct People {
    int age;
    char name[32];          //成员属性
    void (*ptalk)();        //成员方法

    struct People *next;    //链表
};

struct People* ZhangsanInLink(struct People *head); 
struct People* LisiInLink(struct People *head);

#endif

• People1.c文件

#include "People.h"

void Zhangsan_talk()                                        //张三的说话函数
{
    printf("请多关照，我是张三.\n");
}

struct People Zhangsan = {                                  //张三的结构体
    .age = 25,
    .name = "Zhangsan",
    .ptalk = Zhangsan_talk
};  

struct People* ZhangsanInLink(struct People *head)          //将张三加入链表
{   
    if(head == NULL){
        head = &Zhangsan;
    }else{
        Zhangsan.next = head;
        head = &Zhangsan;
    }

    return head;
}

• People2.c文件

#include "People.h"

void Lisi_talk()                                        //Lisi的说话函数
{
    printf("请多关照，我是李四.\n");   
}

struct People Lisi = {                                  //李四的结构体
    .age = 20,
    .name = "Lisi",
    .ptalk = Lisi_talk
};   

struct People* LisiInLink(struct People *head)          //将Lisi加入链表
{
    struct People *p = head;

    if(p == NULL){
        head = &Lisi;
    }else{
        Lisi.next = head;
        head = &Lisi;
    }

    return head;
}

• main.c文件

#include "People.h"
#include <string.h>

struct People* FindPeople(struct People *phead, char *name)                         // 链表查找函数
{
    struct People *p = phead;

    while(p != NULL){                                                               // 遍历链表
        if(strcmp(p->name, name) == 0){                                             // 找到该人
            return p;                                                               // 返回该人指针
        }
        p = p->next;
    }

    return NULL;                                                                     // 没找到该人
}

int main()
{
    char name[32] = {'\0'};                                 // 姓名
    struct People *phead = NULL;                            // 链表头指针
    struct People *pfind  = NULL;                           // 链表查找指针

    // 在链表中插入张三节点和李四节点
    phead = ZhangsanInLink(phead); 
    phead = LisiInLink(phead);
    if(phead == NULL){
        printf("链表中没有元素.\n");
        return 1;
    }

    while(1){
        printf("请输入要查找的姓名：张三、李四(English)\n");                               // 循环读取姓名
        scanf("%s",name);                                                               // 输入姓名 
        if(strcmp(name, "Zhangsan") == 0 || strcmp(name, "Lisi") == 0){                 // 找到该人
            pfind = FindPeople(phead, name);                                            // 查找该人
            if(pfind == NULL){
                printf("没有找到该人.\n");
            }else{                                                                      // 找到该人
                printf("姓名:%s, 年龄:%d\n",pfind->name, pfind->age);                    // 打印该人信息
                pfind->ptalk();                                                         // 调用该人的方法
            }
        }else{                                                                          // 输入错误
            printf("请输入正确的姓名.\n");
        }
        memset(name, '\0', sizeof(name));                                               // 清空姓名
    }

    return 0;
}

从上面的案例可以看出：

• 这就是一个典型的工厂模式代码设计。对于main.c，相比于整体其代码量并不多，且不会向用户暴露创建逻辑。
• 结构体People就是一个工厂，是一个类；People1和People2作为对象以链表的形式存在在工厂中。
  main函数需要做的就是将工厂中的模块组装起来，然后想用哪个就去找到哪个就可以。
  从上面的代码结构不难看出，使用工厂模式使得代码更稳定且拓展性更强，如果需要一个新的模块，只需要再创建一个如People3，并将其插入结构体People中就可以，十分的方便且不会影响到其他的模块。