创建型模式-自注册工厂方法

创建型模式-自注册工厂方法

目录

• 创建型模式-自注册工厂方法
  • 1. 自注册工厂方法
    • 1.1 介绍
    • 1.2 实现
    • 1.3 优缺点
      • 优点
      • 缺点

那一天我二十一岁，在我一生的黄金时代，我有好多奢望。我想爱，想吃，还想在一瞬间变成天上半明半暗的云，后来我才知道，生活就是个缓慢受锤的过程，人一天天老下去，奢望也一天天消逝，最后变得像挨了锤的牛一样。可是我过二十一岁生日时没有预见到这一点。我觉得自己会永远生猛下去，什么也锤不了我。

《黄金时代》 王小波

文章大部分由AI生成

1. 自注册工厂方法

1.1 介绍

自注册工厂方法是一种创建型设计模式，它结合了工厂方法和自动注册机制。在这种模式中，派生类能够在程序启动时自动向工厂注册自己，无需手动维护创建映射表。这大大降低了扩展系统时的维护成本。

利用静态成员变量的初始化在 main 函数执行前完成注册的特性，实现自动注册。

1.2 实现

第 1 步：定义基类和工厂

class IAnim
{
public:virtual ~IAnim() = default;virtual QString getName() = 0;virtual void say() = 0;void done(){qDebug() << getName() << ": " ;say();}
};class UFactory
{using funcCreator = std::function<std::unique_ptr<IAnim>()>;
public:static UFactory& inst(){static UFactory s_u_factory;return s_u_factory;}void registerClass(const QString& id, funcCreator creator){auto iter = _mapId2CreateFunc.find(id);if (iter != _mapId2CreateFunc.end()){qDebug() << "已经注册了: 跳过" << id;}else{_mapId2CreateFunc[id] = std::move(creator);}}std::unique_ptr<IAnim> create(const QString& id){auto iter = _mapId2CreateFunc.find(id);if (iter != _mapId2CreateFunc.end()){return iter.value()();}qCritical() << "未注册 Id: " << id;return nullptr;}
private:UFactory() = default;UFactory(const UFactory&) = delete;UFactory& operator = (const UFactory&) = delete;private:QMap<QString, funcCreator>  _mapId2CreateFunc;
};

第 2 步：宏定义

#define REGISTER_CLASS(ClassName) \static bool ClassName##_registered = []() {         \UFactory::inst().registerClass(#ClassName,      \[]() -> std::unique_ptr<ClassName> {        \return std::unique_ptr<ClassName>(new ClassName());   \});                                         \return true;                                    \}();

第 3 步：定义子类

class UDog : public IAnim
{
public:virtual QString getName() override {return "Dog";}virtual void say() override {qDebug() << "Wang Wang...";}
};REGISTER_CLASS(UDog)class UCat : public IAnim
{
public:virtual QString getName() override {return "Cat";}virtual void say() override {qDebug() << "Miao Miao...";}
};
REGISTER_CLASS(UCat)

第 4步：使用

UFactory::inst().create("UDog")->done();
UFactory::inst().create("UCat")->done();已经注册了: 跳过 "UDog"
已经注册了: 跳过 "UCat"
"Dog" : 
Wang Wang...
"Cat" : 
Miao Miao...

1.3 优缺点

优点

优点	说明
扩展性好	新增类无需修改工厂代码，符合开闭原则
减少维护成本	无需手动维护注册映射表
配置驱动	可通过配置文件选择要创建的类
解耦	调用方只依赖基类和工厂，不依赖具体类
编译时检查	使用宏可以保证类型安全

缺点

缺点	说明
静态初始化顺序问题	跨编译单元的静态初始化顺序不确定，可能导致工厂在使用时未初始化
二进制膨胀	所有注册的类都会被链接进最终可执行文件
调试困难	静态初始化阶段的错误难以定位
依赖宏	需要宏辅助，可能影响代码可读性
类型名称冲突	使用类名字符串作为键，可能出现命名冲突