抽象工厂模式与单件模式C++混合实现

悠悠 2021-11-26 14:26 223阅读 0赞

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## 抽象工厂 ##

当每个抽象产品都有多于一个的具体子类的时候，工厂角色怎么知道实例化哪一个子类呢？比如每个抽象产品角色都有两个具体产品。抽象工厂模式提供两个具体工厂角色，分别对应于这两个具体产品角色，每一个具体工厂角色只负责某一个产品角色的实例化。每一个具体工厂类只负责创建抽象产品的某一个具体子类的实例。

## 单件模式 ##

Singleton就是确保一个类只有唯一的一个实例。Singleton主要用于对象的创建，这意味着，如果某个类采用了Singleton模式，则在这个类被创建后，它将有且仅有一个实例可供访问。很多时候我们都会需要Singleton模式，最常见的比如我们希望整个应用程序中只有一个连接数据库的Connection实例；又比如要求一个应用程序中只存在某个用户数据结构的唯一实例。我们都可以通过应用Singleton模式达到目的。  
**具体请看：**  
[http://www.omegaxyz.com/2019/03/19/design-pattern-singleton/][http_www.omegaxyz.com_2019_03_19_design-pattern-singleton]

## 实例 ##

该公司数据库拥有三张表，分别是用户表、部门表和项目表。每张表的操作都支持查询和添加功能。数据库支持MySQL和SQL Server两种。结合抽象工厂模式和单件模式给出该系统的模拟代码。

在抽象工厂模式中，一个应用里一般每个产品只需要一个具体工厂的实例，因此，工厂通常最好用单件模式实现。实验要求结合抽象工厂模式和单件模式，模拟公司数据库创建过程。

### UML ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3h5aXN2_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

### C++代码 ###

#include<iostream>
    using namespace std;
     
     
    class User{
        
        int id;
    };
     
    class Department{
        
        int id;
    };
     
    class Project{
        
        int id;
    };
     
     
     
     
    class IUser{
        
    public:
        virtual void Insert(User* user) = 0;
        virtual User* GetUser(int id) = 0;
    };
     
    class IDepartment{
        
    public:
        virtual void Insert(Department* department) = 0;
        virtual Department* GetDepartment(int id) = 0;
    };
     
    class IProject{
        
    public:
        virtual void Insert(Project* project) = 0;
        virtual Project* GetProject(int id) = 0;
    };
     
    class IFactory{
        
    public:
        virtual ~IFactory(){
        cout<<"抽象工厂实例删除！"<<endl;}
        virtual IUser* CreateUser()=0;
        virtual IDepartment* CreateDepartment()=0;
        virtual IProject* CreateProject()=0;    
    };
     
    class SqlserverUser: public IUser{
        
    public:
        void Insert(User* user){
        
            cout<<"增加一个用户"<<endl;
        }
        User* GetUser(int id){
        
            cout<<"得到一个用户"<<endl;
            return NULL;
        }
    };
     
    class SqlserverDepartment: public IDepartment{
        
    public:
        void Insert(Department* department){
        
            cout<<"增加一个部门"<<endl;
        }
        Department* GetDepartment(int id){
        
            cout<<"得到一个部门"<<endl;
            return NULL;
        }
    };
     
    class SqlserverProject: public IProject{
        
    public:
        void Insert(Project* project){
        
            cout<<"增加一个项目"<<endl;
        }
        Project* GetProject(int id){
        
            cout<<"得到一个项目"<<endl;
            return NULL;
        }
    };
     
    class MysqlUser: public IUser{
        
    public:
        void Insert(User* user){
        
            cout<<"增加一个用户"<<endl;
        }
        User* GetUser(int id){
        
            cout<<"得到一个用户"<<endl;
            return NULL;
        }
    };
     
    class MysqlDepartment: public IDepartment{
        
    public:
        void Insert(Department* department){
        
            cout<<"增加一个部门"<<endl;
        }
        Department* GetDepartment(int id){
        
            cout<<"得到一个部门"<<endl;
            return NULL;
        }
    };
     
    class MysqlProject: public IProject{
        
    public:
        void Insert(Project* project){
        
            cout<<"增加一个项目"<<endl;
        }
        Project* GetProject(int id){
        
            cout<<"得到一个项目"<<endl;
            return NULL;
        }
    };
     
     
    class SqlserverFactory: public IFactory{
        
    public:
        ~SqlserverFactory(){
        cout<<"SQL Server抽象工厂实例删除！"<<endl;}
        IUser* CreateUser(){
        
            return new SqlserverUser();
        }
        IDepartment* CreateDepartment(){
        
            return new SqlserverDepartment();
        }
        IProject* CreateProject(){
        
            return new SqlserverProject();
        }
        static IFactory *GetInstance(){
        
            if (factory == NULL ){
        
                    return new SqlserverFactory();
                    cout<<"抽象工厂实例生成！"<<endl;
            
            }else cout<<"Error, 抽象工厂实例已有！"<<endl;
            return factory;
        }
    private:
        
        SqlserverFactory(){
        }
        static SqlserverFactory* factory;
    };
    SqlserverFactory* SqlserverFactory::factory = NULL;
     
     
     
    class MysqlFactory: public IFactory{
        
    public:
        ~MysqlFactory(){
        cout<<"SQL Server抽象工厂实例删除！"<<endl;}
        IUser* CreateUser(){
        
            return new MysqlUser();
        }
        IDepartment* CreateDepartment(){
        
            return new MysqlDepartment();
        }
        IProject* CreateProject(){
        
            return new MysqlProject();
        }
        static IFactory *GetInstance(){
        
            if (factory == NULL ){
        
                cout<<"抽象工厂实例生成！"<<endl;
                factory =  new MysqlFactory();
                    
            }else cout<<"Error, 抽象工厂实例已有！"<<endl;
            return factory;
        }
    private:
        MysqlFactory(){
        }
        static MysqlFactory* factory;
    };
    MysqlFactory* MysqlFactory::factory = NULL;
     
    int main(){
        
        User* user = new User();
        Department* dept = new Department();
        Project* pro = new Project();
     
     
        cout<<endl<<"MySQL"<<endl;
        IFactory *factory1 = MysqlFactory::GetInstance();
        IFactory *factory2 = MysqlFactory::GetInstance();
        //生成第二个失败
        IUser* iu = factory1->CreateUser();
        iu->Insert(user);
        iu->GetUser(1);
        
        IDepartment* idept = factory1->CreateDepartment();
        idept->Insert(dept);
        idept->GetDepartment(1);
     
        IProject* ipro = factory1->CreateProject();
        ipro->Insert(pro);
        ipro->GetProject(1);
     
        cout<<endl<<"SQL Server"<<endl;
        IFactory *factory12 = MysqlFactory::GetInstance();
        IFactory *factory22 = MysqlFactory::GetInstance();
        //生成第二个失败
        IUser* iu2 = factory12->CreateUser();
        iu->Insert(user);
        iu->GetUser(1);
        
        IDepartment* idept2 = factory12->CreateDepartment();
        idept->Insert(dept);
        idept->GetDepartment(1);
     
        IProject* ipro2 = factory12->CreateProject();
        ipro->Insert(pro);
        ipro->GetProject(1);
        return 0;
    }

### 结果 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3h5aXN2_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
注意第二行是再次生成一个MySQL的工厂，但是由于只能有一个，因此不能再次创建。

## 总结 ##

注意使用单件模式写MySQL和SQL Server的具体工厂时，只能对自身单件，即生成一个MySQL工厂时，不能再次生成第二个MySQL工厂，但是可以生成SQL Server工厂。

当使用单件模式时，具体工厂的构造函数需要放在private中，这样客户端不能随意创建多个工厂。在public中需要增加getInstance函数用来判断是否生成了工厂，如果存在，则不能创建第二个，注意这是static类型。

具体工厂的指针需要在类外部全局部分进行初始化为NULL。

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3h5aXN2_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20211126/b6b6e80236304fd0bd131728927fff41.png
[http_www.omegaxyz.com_2019_03_19_design-pattern-singleton]: http://www.omegaxyz.com/2019/03/19/design-pattern-singleton/
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