UML圖

??類封裝了數(shù)據(jù)和行為，是面向?qū)ο蟮闹匾M成部分，它是具有相同屬性、操作、關(guān)系的對象集合的總稱

有以下UML圖，分析如下：

?

• 可見性： + 表示public、# 表示protected、- 表示private、__(下劃線)表示static
• 屬性的表示方式：【可見性】【屬性名稱】:【類型】= { 缺省值，可選 }
• 方法的表示方式：【可見性】【方法名稱】(【參數(shù)名 : 參數(shù)類型，……】）:【返回值類型】

定義的類是一個(gè)抽象類（類中有純虛函數(shù)），在畫UML類圖的時(shí)候，類名需要使用斜體顯示，并在最后給函數(shù)指定=0。

設(shè)計(jì)模式三原則

單一職責(zé)原則

• 核心思想： ??一個(gè)類應(yīng)該只有一個(gè)引起它變化的原因??（即一個(gè)類只負(fù)責(zé)一項(xiàng)職責(zé)）
• 通俗理解： 即一個(gè)類只負(fù)責(zé)一項(xiàng)職責(zé)，一個(gè)類不要 “身兼數(shù)職”
• 關(guān)鍵點(diǎn)： 將不同職責(zé)分離到不同的類中，職責(zé)分離

開閉原則

• 核心思想： 軟件實(shí)體（類、模塊、函數(shù)）應(yīng)對擴(kuò)展開放，對修改關(guān)閉??
• 通俗理解??： 新增功能時(shí)盡量通過擴(kuò)展（如繼承、組合）實(shí)現(xiàn)，而非修改已有代碼

里氏替換原則

• 核心思想： 子類必須能夠替換父類且不影響程序的正確性??
• ??通俗理解??： 子類要能包含父類的所有屬性和方法

三者關(guān)系與總結(jié)??

原則	核心目標(biāo)	實(shí)現(xiàn)手段
??單一職責(zé)（SRP）?	高內(nèi)聚、低耦合	拆分職責(zé)到不同類
??開閉原則（OCP）	可擴(kuò)展性，減少修改風(fēng)險(xiǎn)	依賴抽象，使用多態(tài)/組合
??里氏替換（LSP）?	? 保證繼承體系的正確性	合理設(shè)計(jì)父子類契約

簡單工廠模式

提供一個(gè)靜態(tài)方法或普通方法，根據(jù)輸入?yún)?shù)（如類型標(biāo)識）決定創(chuàng)建并返回哪種具體類的實(shí)例。

• 工廠類（SimpleFactory）??：負(fù)責(zé)創(chuàng)建具體產(chǎn)品，包含判斷邏輯。
• ??抽象產(chǎn)品（Product）??：定義產(chǎn)品的公共接口（通常是抽象類或接口）
• 具體產(chǎn)品（ConcreteProduct）??：實(shí)現(xiàn)抽象產(chǎn)品的具體類。

簡單工廠模式相關(guān)類的創(chuàng)建和使用步驟如下：

1. 定義一個(gè)抽象產(chǎn)品基類Product，作為各個(gè)對象的基類，
2. 創(chuàng)建一個(gè)工廠類，并且為工廠類添加公共成員函數(shù)，通過這個(gè)函數(shù)來創(chuàng)建我們需要的對象，這個(gè)函數(shù)稱為工廠函數(shù)。簡單工廠需要的工廠類只只有一個(gè)。
3. 關(guān)于工廠函數(shù)，返回的是基類指針，以此實(shí)現(xiàn)多態(tài)，函數(shù)體則根據(jù)不同的枚舉類型創(chuàng)建不同的對象實(shí)例
4. 關(guān)于使用，首先創(chuàng)建一個(gè)工廠類對象，然后通過這個(gè)對象調(diào)用工廠函數(shù)，這樣就可以生產(chǎn)出一個(gè)指定類型的實(shí)例對象了。

相關(guān)UML類圖與實(shí)例代碼如下：

#include <bits/stdc++.h>using namespace std;// 從而實(shí)現(xiàn)對象的解耦合, 同時(shí)增強(qiáng)了程序的擴(kuò)展性
// 抽象產(chǎn)品接口
class Product {
public:virtual ~Product() = default;virtual void operation() const = 0;
};// 具體產(chǎn)品類A
class ConcreteProductA : public Product {
public:void operation() const override {cout << "ConcreteProductA operation" << endl;}
};// 具體產(chǎn)品類B
class ConcreteProductB : public Product {
public:void operation() const override {cout << "ConcreteProductB operation" << endl;}
};// 工廠類
class SimpleFactory {
public:static Product* createProduct(char type) {switch(type){case 'A':	 return new ConcreteProductA();	break;case 'B':	 return new ConcreteProductB();	break;default:	break;}}
};// 客戶端代碼
int main() {char type;cout << "Enter product type (A or B): ";cin >> type;Product* product = SimpleFactory::createProduct(type);product->operation();delete product;  // 手動(dòng)釋放內(nèi)存return 0;
}

說明：

• 基類的析構(gòu)函數(shù)應(yīng)該是虛函數(shù)，這樣才能夠通過父類指針或引用析構(gòu)子類的對象。
• 工廠函數(shù)返回值為基類指針，指向子類對象的地址，實(shí)現(xiàn)多態(tài)
• 簡單工廠模式的工廠函數(shù)是違背了開閉原則的

工廠模式

??在上面的簡單工廠模式的工廠函數(shù)中需要?jiǎng)?chuàng)建不同的實(shí)例對象，現(xiàn)在如果想要生成更多實(shí)例對象，那么就需要在工廠函數(shù)的switch語句中添加更多的case，很明顯這違背了封閉原則，也就意味著需要基于開放原則來解決這個(gè)問題。

簡單工廠模式是只有一個(gè)工廠類，而工廠模式是有很多的工廠類：

• 一個(gè)基類，包含一個(gè)虛工廠函數(shù)，用于實(shí)現(xiàn)多態(tài)。
• 多個(gè)子類，重寫父類的工廠函數(shù)。每個(gè)子工廠類負(fù)責(zé)生產(chǎn)一種產(chǎn)品的實(shí)例對象，這相當(dāng)于再次解耦，將工廠類的職責(zé)再次拆分、細(xì)化，如果要生產(chǎn)新品種的惡魔果實(shí)，那么只需要添加對應(yīng)的工廠類，無需修改原有的代碼。

相關(guān)UML類圖與實(shí)例代碼如下：

#include <iostream>
using namespace std;// 抽象產(chǎn)品接口
class Product {
public:virtual ~Product() = default;virtual void operation() const = 0;
};// 具體產(chǎn)品類A
class ConcreteProductA : public Product {
public:void operation() const override {cout << "ConcreteProductA operation" << endl;}
};// 具體產(chǎn)品類B
class ConcreteProductB : public Product {
public:void operation() const override {cout << "ConcreteProductB operation" << endl;}
};// 工廠接口
class Factory {
public:virtual ~Factory() = default;virtual Product* createProduct() const = 0;
};// 具體工廠類A
class ConcreteFactoryA : public Factory {
public:Product* createProduct() const override {return new ConcreteProductA();}
};// 具體工廠類B
class ConcreteFactoryB : public Factory {
public:Product* createProduct() const override {return new ConcreteProductB();}
};// 客戶端代碼
int main() {char type;cout << "Enter product type (A or B): ";cin >> type;Factory* factory = nullptr;if (type == 'A') {factory = new ConcreteFactoryA();} else if (type == 'B') {factory = new ConcreteFactoryB();} else {cerr << "Unknown product type" << endl;return 1;}Product* product = factory->createProduct();product->operation();delete product;  // 手動(dòng)釋放產(chǎn)品對象delete factory;  // 手動(dòng)釋放工廠對象return 0;
}

??在真實(shí)的項(xiàng)目場景中，要生成什么類型的具體產(chǎn)品（ConcreteProductA/B）其實(shí)是通過客戶端的操作界面控制的，它對應(yīng)的可能是一個(gè)按鈕或者是一個(gè)選擇列表，用戶做出了選擇，程序就可以根據(jù)該需求去創(chuàng)建對應(yīng)的工廠對象，最終將選擇的具體產(chǎn)品生產(chǎn)出來。