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【QA】工厂模式在Qt有哪些应用？

article 2025/3/19 22:55:46

#设计模式 #Qt

在原生 Qt 框架的设计里，工厂模式被广泛应用，它将对象的创建和使用进行分离，增强了代码的可维护性与可扩展性。以下是一些典型的应用场景：

1. `QAbstractItemModel` 及其子类

在 Qt 的模型 - 视图架构中，QAbstractItemModel 是抽象基类，用于提供数据给视图组件（如 QListView、QTreeView、QTableView 等）。不同类型的数据需要不同的具体模型类来实现，这里就运用了工厂模式的思想。

应用方式

抽象模型类：QAbstractItemModel 定义了一系列纯虚函数，像 rowCount、columnCount、data 等，这些函数是所有具体模型类必须实现的接口。
具体模型类：例如 QStandardItemModel、QSqlTableModel 等，它们继承自 QAbstractItemModel，并实现了具体的数据管理和访问逻辑。在实际使用时，开发者可以根据需求选择合适的具体模型类来创建模型对象。

示例代码

#include <QApplication>
#include <QStandardItemModel>
#include <QTableView>

int main(int argc, char *argv[])
{
    QApplication a(argc, argv);

    // 使用 QStandardItemModel 工厂创建一个具体的模型对象
    QStandardItemModel model(4, 2);
    model.setHorizontalHeaderLabels({"Name", "Age"});
    model.setItem(0, 0, new QStandardItem("Alice"));
    model.setItem(0, 1, new QStandardItem("25"));

    QTableView tableView;
    tableView.setModel(&model);
    tableView.show();

    return a.exec();
}

2. `QStyle` 及其子类

QStyle 类为 Qt 应用程序提供了界面风格的抽象接口，不同的平台和用户需求可以对应不同的具体风格类。

应用方式

抽象风格类：QStyle 定义了一系列用于绘制界面元素的纯虚函数，如 drawControl、drawPrimitive 等。
具体风格类：Qt 提供了多种具体风格类，如 QWindowsStyle、QMacStyle、QFusionStyle 等。这些类继承自 QStyle，并实现了特定平台或风格的绘制逻辑。可以通过 QApplication::setStyle 方法来选择合适的具体风格类创建风格对象。

示例代码

#include <QApplication>
#include <QPushButton>
#include <QStyleFactory>

int main(int argc, char *argv[])
{
    QApplication a(argc, argv);

    // 使用 QStyleFactory 工厂创建一个具体的风格对象
    QApplication::setStyle(QStyleFactory::create("Fusion"));

    QPushButton button("Click me");
    button.show();

    return a.exec();
}

3. `QImageIOHandler` 及其子类

在处理图像输入输出时，QImageIOHandler 是抽象基类，用于支持不同格式的图像文件。

应用方式

抽象处理类：QImageIOHandler 定义了一系列用于读取和写入图像的纯虚函数，如 canRead、read、write 等。
具体处理类：Qt 为不同的图像格式提供了具体的处理类，如 QJpegHandler、QPngHandler 等。这些类继承自 QImageIOHandler，并实现了特定图像格式的读写逻辑。QImageReader 和 QImageWriter 类在内部使用工厂模式来根据文件格式选择合适的处理类。

示例代码

#include <QApplication>
#include <QImageReader>
#include <QLabel>
#include <QVBoxLayout>
#include <QWidget>

int main(int argc, char *argv[])
{
    QApplication a(argc, argv);

    QImageReader reader("example.jpg");
    QImage image = reader.read();

    QLabel label;
    label.setPixmap(QPixmap::fromImage(image));

    QVBoxLayout layout;
    layout.addWidget(&label);

    QWidget window;
    window.setLayout(&layout);
    window.show();

    return a.exec();
}

4. `QPluginLoader` 与插件系统

Qt 的插件系统允许开发者动态加载和使用插件，其中也运用了工厂模式的思想。

应用方式

抽象插件接口：开发者定义一个抽象的插件接口类，包含插件需要实现的纯虚函数。
具体插件类：插件开发者实现具体的插件类，继承自抽象插件接口，并实现相应的功能。
插件加载器：QPluginLoader 类用于加载插件，并通过插件的元对象系统来创建具体的插件对象。

示例代码

// 抽象插件接口
#include <QObject>

class MyPluginInterface {
public:
    virtual ~MyPluginInterface() {}
    virtual void doSomething() = 0;
};

#define MyPluginInterface_iid "com.example.MyPluginInterface"
Q_DECLARE_INTERFACE(MyPluginInterface, MyPluginInterface_iid)

// 具体插件类
#include <QObject>
#include "myplugininterface.h"

class MyPlugin : public QObject, public MyPluginInterface {
    Q_OBJECT
    Q_INTERFACES(MyPluginInterface)

public:
    void doSomething() override {
        // 实现具体功能
    }
};

// 主程序加载插件
#include <QApplication>
#include <QPluginLoader>
#include "myplugininterface.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
    QApplication a(argc, argv);

    QPluginLoader loader("myplugin.dll");
    QObject *plugin = loader.instance();
    if (plugin) {
        MyPluginInterface *myPlugin = qobject_cast<MyPluginInterface*>(plugin);
        if (myPlugin) {
            myPlugin->doSomething();
        }
    }

    return a.exec();
}