En ingeniería de software, los patrones de diseño creacional se ocupan de los mecanismos de creación de objetos, es decir, tratan de crear objetos de una manera adecuada a la situación. Además de esta forma básica u ordinaria de creación de objetos, podría dar lugar a problemas de diseño o complejidad añadida al diseño.  Factory Design Pattern en C++ ayuda a mitigar este problema al   . crear objetos usando métodos separados o clases polimórficas  Por cierto, si no ha consultado mis otros artículos sobre patrones de diseño creativo, aquí está la lista:   Fábrica   Constructor   Prototipo   único  Los fragmentos de código que ve a lo largo de esta serie de artículos son simplificados, no sofisticados. Por lo tanto, a menudo me ve sin usar palabras clave como anular, final, público (mientras se hereda) solo para hacer que el código sea compacto y consumible (la mayoría de las veces) en un tamaño de pantalla estándar único. También prefiero struct en lugar de class solo para guardar la línea al no escribir "public:" a veces y también pierdo   , constructor,   , prefix std::, eliminando la memoria dinámica, intencionalmente. virtual destructor copy constructor  También me considero una persona pragmática que quiere transmitir una idea de la manera más simple posible en lugar de la forma estándar o el uso de jergas.   Nota:  Si tropezó aquí directamente, le sugiero que revise   primero, aunque sea trivial. Creo que te animará a explorar más sobre este tema. ¿Qué es el patrón de diseño?  Todo el código que encuentra en esta serie de artículos está compilado usando C++20 (aunque en la mayoría de los casos he usado funciones de C++   hasta C++17). Entonces, si no tiene acceso al compilador más reciente, puede usar   que también tiene una biblioteca boost preinstalada. moderno https://wandbox.org/  Intención   Para la creación de objetos al por mayor a diferencia del constructor (que crea por partes).  Motivación  Digamos que tiene una clase de punto que tiene x e y como coordenadas que pueden ser coordenadas cartesianas o polares como se muestra a continuación:     Point(   x,   y){   }         };    { struct Point float float /*...*/ // Cartesian co-ordinates // Not OK: Cannot overload with same type of arguments // Point(float a, float b){ /*...*/ } // Polar co-ordinates // ... Implementation  Esto no es posible, ya que sabrá que no puede crear dos constructores con el mismo tipo de argumentos.  Al revés es:       cartesian, polar };   Point(   a,   b, PointTypetype = PointType::cartesian) {   (type == PointType::cartesian) { x = a; b = y; }   { x = a *   (b); y = a *   (b); } } }; enum    { class PointType    { class Point float float if else cos sin  Pero esta no es una forma sofisticada de hacerlo. Más bien, deberíamos delegar la instanciación separada a métodos separados.  Ejemplos de patrones de diseño de fábrica en C++  Entonces, como puedes adivinar. Vamos a mitigar la limitación del constructor moviendo el proceso de inicialización del constructor a otra estructura. Y vamos a usar el método de fábrica para eso.  Y tal como sugiere el nombre, utiliza el método o la función miembro para inicializar el objeto.  Método de fábrica       cartesian, polar };     m_x;   m_y; PointType m_type;   Point(     x,     y, PointType t) : m_x{x}, m_y{y}, m_type{t} {}   :   ostream &   <<(ostream &os,   Point &obj) {   os <<   << obj.m_x <<   << obj.m_y; }   {   {x, y, PointType::cartesian}; }   {   {a *   (b), a *   (b), PointType::polar}; } };   {     p = Point::NewPolar(   , M_PI_4);   << p <<   ;     EXIT_SUCCESS; } enum    { class PointType    { class Point float float // Private constructor, so that object can't be created directly const float const float public friend operator const return "x: " " y: "  Point    static NewCartesian (   x,   y) float float return  Point    static NewPolar (   a,   b) float float return cos sin     int main () // Point p{ 1,2 }; // will not work auto 5 cout endl // x: 3.53553 y: 3.53553 return  Como se puede observar en la implementación. En realidad, no permite el uso del constructor y obliga a los usuarios a usar métodos estáticos en su lugar. Y esta es la esencia del   . Método Factory, es decir, constructor privado y método estático  Patrón de diseño de fábrica clásica  Si tiene un código dedicado para la construcción, mientras no lo movemos a una clase dedicada. Y solo para separar las preocupaciones, es decir, el principio de   de diseño SOLID.  responsabilidad única de los principios          };     :   {   { x, y }; }   {   { r*   (theta), r*   (theta) }; } };    { class Point // ... as it is from above friend    ; class PointFactory    { class PointFactory public  Point    static NewCartesian (   x,   y) float float return  Point    static NewPolar (   r,   theta) float float return cos sin  Tenga en cuenta que esta no es la fábrica abstracta, es una fábrica concreta. Haciendo la clase amiga de PointFactory de Point hemos violado el   (OCP). Como palabra clave amigo en sí misma contraria a OCP. Principio Abierto-Cerrado  Fábrica interior  Hay una cosa crítica que nos perdimos en nuestra Fábrica de que no existe un vínculo sólido entre PointFactory y Point, lo que confunde al usuario al usar Point solo al ver que todo es privado.  Entonces, en lugar de diseñar una fábrica fuera de la clase. Simplemente podemos ponerlo en la clase que anima a los usuarios a usar Factory.  Por lo tanto, también atendemos el segundo problema que es romper el   . Y esto será algo más intuitivo para el usuario al usar Factory.  Principio Abierto-Cerrado      m_x;   m_y; Point(   x,   y) : m_x(x), m_y(y) {}   :     {   { x,y }; }   {   { r*   (theta), r*   (theta) }; } }; };   {   p = Point::Factory::NewCartesian(   ,   );   EXIT_SUCCESS; }    { class Point float float float float public    { struct Factory  Point    static NewCartesian (   x,   y) float float return  Point    static NewPolar (   r,   theta) float float return cos sin     int main () auto 2 3 return  Fábrica abstracta    qué necesitamos una Fábrica Abstracta? ¿Por  C ++ tiene el soporte de destrucción de objetos polimórficos utilizando el   de su clase base. Del mismo modo, falta un soporte equivalente para la creación y copia de objetos, ya que С++ no admite   de   . destructor virtual constructores virtuales y constructores copia  Además, no puede crear un objeto a menos que conozca su tipo estático, porque el compilador debe saber la cantidad de espacio que necesita asignar. Por la misma razón, la copia de un objeto también requiere que se conozca su tipo en tiempo de compilación.       ~Point(){   <<   ; } };   Point { ~Point2D(){   <<   ; } };   Point { ~Point3D(){   <<   ; } };   {         who;   }    { struct Point virtual cout "~Point\n"    : struct Point2D cout "~Point2D\n"    : struct Point3D cout "~Point3D\n"     void who_am_i (Point *who) // Not sure whether Point2D would be passed here or Point3D // How to `create` the object of same type ie pointed by who ? // How to `copy` object of same type ie pointed by who ? delete // you can delete object pointed by who, thanks to virtual destructor  Ejemplo de patrón de diseño de fábrica abstracta  Abstract Factory es útil en una situación que requiere la creación de muchos tipos diferentes de objetos, todos derivados de un tipo base común.  Abstract Factory define un método para crear los objetos, que las   pueden anular para especificar el tipo derivado que se creará. Por lo tanto, en el tiempo de ejecución, se llamará al método de fábrica abstracto apropiado según el tipo de objeto al que se hace referencia/señaló y devolverá un puntero de clase base a una nueva instancia de ese objeto.  subclases      ~Point() =   ;     <Point> create() =   ;     <Point> clone() =   ; };   Point {   <Point> create() {   make_unique<Point2D>(); }   <Point> clone() {   make_unique<Point2D>(*   ); } };   Point {   <Point> create() {   make_unique<Point3D>(); }   <Point> clone() {   make_unique<Point3D>(*   ); } };   {   new_who = who->create();     duplicate_who = who->clone();     who; }    { struct Point virtual default virtual unique_ptr 0 virtual unique_ptr 0    : struct Point2D unique_ptr return unique_ptr return this    : struct Point3D unique_ptr return unique_ptr return this     void who_am_i (Point *who) auto // `create` the object of same type ie pointed by who ? auto // `copy` the object of same type ie pointed by who ? delete  Como se muestra arriba, hemos aprovechado los métodos polimórficos al delegar el acto de creación y copiar el objeto a la clase derivada mediante el uso de métodos virtuales puros.  El código anterior no solo implementa   (es decir, crear ()), sino que también implementa   (es decir, clonar ()). un constructor virtual un constructor de copia virtual  Al usar Abstract Factory, asegúrese de haber asegurado el   . principio de sustitución de Liskov (LSP)  Enfoque funcional del patrón de diseño de fábrica usando C++ moderno  En nuestro ejemplo de Abstract Factory, hemos seguido el enfoque orientado a objetos, pero hoy en día es igualmente posible adoptar un enfoque más funcional.  Por lo tanto, construyamos un tipo similar de Factory sin depender de la funcionalidad polimórfica, ya que podría no adaptarse a alguna aplicación con limitaciones de tiempo, como un   . Debido a que la   pueden controlar el sistema durante la funcionalidad crítica. sistema integrado tabla virtual y el mecanismo de envío dinámico  Esto es bastante sencillo ya que utiliza funciones funcionales y   de la siguiente manera:  lambda      };   Point {   };   Point {   };     <PointType, function<   <Point>() >> m_factories;   : PointFunctionalFactory() { m_factories[PointType::Point2D] = [] {   make_unique<Point2D>(); }; m_factories[PointType::Point3D] = [] {   make_unique<Point3D>(); }; }   <Point> create(PointType type) {   m_factories[type](); } };   { PointFunctionalFactory pf;   p2D = pf.create(PointType::Point2D);   EXIT_SUCCESS; }    { struct Point /* . . . */    : struct Point2D /* . . . */    : struct Point3D /* . . . */    { class PointFunctionalFactory map unique_ptr public return return unique_ptr return     int main () auto return  Si está pensando que estamos haciendo un exceso de ingeniería, tenga en cuenta que la construcción de nuestro objeto es simple aquí solo para demostrar la técnica y también lo hace nuestra función lambda.  Cuando aumenta la representación de su objeto, se requieren muchos métodos para llamar para instanciar el objeto correctamente, en tal caso, solo necesita modificar la expresión lambda de la fábrica o introducir   . Builder Design Pattern  Beneficios del patrón de diseño de fábrica  Punto/clase único para la creación de diferentes objetos. Por lo tanto, es un software fácil de mantener y comprender.  Puede crear el objeto sin siquiera saber su tipo utilizando Abstract Factory.  Aporta una gran modularidad. Imagina programar un videojuego, donde te gustaría agregar nuevos tipos de enemigos en el futuro, cada uno de los cuales tiene diferentes funciones de IA y puede actualizarse de manera diferente. Mediante el uso de un método de fábrica, el controlador del programa puede llamar a la fábrica para crear los enemigos, sin ninguna dependencia o conocimiento de los tipos reales de enemigos. Ahora, los futuros desarrolladores pueden crear nuevos enemigos, con nuevos controles de IA y nuevas funciones de miembros de dibujo, agregarlo a la fábrica y crear un nivel que llama a la fábrica y pregunta por los enemigos por su nombre. Combine este método con una descripción XML de los niveles y los desarrolladores podrían crear nuevos niveles sin tener que volver a compilar su programa. Todo esto, gracias a la separación de la creación de objetos del uso de objetos.  Le permite cambiar el diseño de su aplicación más fácilmente, esto se conoce como acoplamiento flexible.  Resumen por preguntas frecuentes    Abstract Factory & Functional Factory siempre es una buena elección. ¿Cuál es la forma correcta de implementar el patrón de diseño de fábrica en C++?   ¿Fábrica vs Factor abstracto vs Fábrica funcional?  Fábrica: cree un objeto con una instanciación variada.  Factor abstracto: cree un objeto sin conocer su tipo y refiéralo usando el puntero y la referencia de la clase base. Acceso mediante métodos polimórficos.  Fábrica Funcional: Cuando la creación de objetos es más compleja.   . Aunque no he incluido Builder en el ejemplo de Functional Factory. Patrón de diseño de fábrica abstracta + constructor   ¿Cuál es la diferencia entre Abstract Factory y Builder Design Pattern?  Factory produce los objetos al por mayor que podrían ser cualquier objeto de la jerarquía de herencia (como Point, Point2D, Point3D). Mientras que Builder se ocupa de la creación de instancias de un objeto que se limita a un solo objeto (aunque esta afirmación aún es discutible).  Verá que Factory tiene que ver con la creación de objetos al por mayor, mientras que el constructor es la creación de objetos por partes. En ambos patrones, puede separar el mecanismo relacionado con la creación de objetos en otras clases.   ¿Cuándo usar el patrón de diseño de fábrica?  Emplee el patrón de diseño de fábrica para crear un objeto con la(s) funcionalidad(es) requerida(s), pero el tipo de objeto permanecerá indeciso o se decidirá a partir de los parámetros dinámicos que se pasan.     Publicado anteriormente en http://www.vishalchovatiya.com/factory-design-pattern-in-modern-cpp/

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Patrones de diseño: exploración del método de fábrica en C++ moderno

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