C++11现可变参数泛型抽象工厂.docVIP

C++11实现可变参数泛型抽象工厂 　　摘 要：由于抽象工厂模式有利于达到高内聚低耦合的设计目的，因此在软件设计中得到广泛应用。但抽象工厂模式的传统实现方式在处理具体产品构造函数参数不同、异类组合、具体产品数量繁多的情况时，都显得很繁琐、很困难、复用性很低。针对这一问题，本文以抽象工厂模式为例，应用C++11新标准和泛型编程技术，提出一种C++11可变参数泛型抽象工厂的实现方式。实验结果表明，该方式比传统实现方式更为简洁高效、复用性更强，优雅地实现了对产品类型可变、参数可变、异类组合的支持。该实现方式及代码具有实用性，可应用到软件项目中。 中国论文网 /1/viewhtm　　关键词：C++11；泛型；可变参数；抽象工厂；设计模式 　　中图分类号：TP311.1 文献标识码：A 　　1 引言（Introduction） 　　一种设计模式就是解决某一类软件设计问题的可复用的解决方案。设计模式的实现技术主要是多态，包括动多态和静多态。起先使用动多态，动多态是通过继承和虚函数实现，在运行期间，通过虚函数调用不同子类的虚成员函数来实现不同的功能。动多态的绑定是入侵性、插入式的，实现代价较高。静多态是通过模板编程实现的，通过在编译期间接口绑定不同的功能代码来实现多态。传统的静多态可以在一定程度上提供非入侵性、非插入式的实现，降低实现代价。但是，当具体产品构造函数参数不同、需要异类组合、具体产品数量繁多时，传统的动多态和静多态实现起来都很繁琐、很困难、复用性很低。 　　随着技术的发展，在模板编程的基础上进一步发展出泛型编程技术，并在C++标准库（STL）和实际工程中得到广泛应用[1]。针对设计模式传统实现方式存在的问题，本文以抽象工厂模式为例，通过C++11新标准泛型编程技术，给出一种可变参数泛型抽象工厂的实现方式。 　　2 抽象工厂模式（Abstract factory pattern） 　　抽象工厂模式属于创建型模式，其设计动机是：提供一个接口，让该接口负责创建一系列“相关或者相互依赖的对象”，用户无需指定工厂和产品的具体的类型、无需了解它们的具体实现，从而绕过常规的对象创建方式。 　　抽象工厂模式结构如图1所示，抽象工厂将工厂和产品全部抽象化，一个抽象工厂可以生成一组抽象产品，而一个具体工厂则生成一个系列具体产品的特定组合[2]。AbstractFactory定义抽象工厂生成的一组抽象产品的接口，AbstractProductA、AbstractProductB定义某一种抽象产品的接口；具体工厂ConcreteFactory1负责创建1系列具体产品类型ProductA1、ProductB1的组合，具体工厂ConcreteFactory2负责创建2系列具体产品类型ProductA2、ProductB2的组合，依此类推。 　　对象创建时，用户先创建具体工厂ConcreteFactory1或ConcreteFactory2类的对象，再用ConcreteFactory1创建1系列具体产品类型的组合，或用ConcreteFactory2创建2系列具体产品类型的组合。 　　3 泛型编程实现抽象工厂（Implement abstract 　　factory by generic programming） 　　抽象工厂传统实现方式的主要弱点是类型繁琐、类型依赖性强、可复用性弱。一个抽象工厂往往是为某一特定需求而设计，一般不能在其他场合复用。还有尽管抽象工厂可以将具体产品的创建委派给特定类型的工厂，但这种委派需要通过纯代码方式实现，没能充分利用语言所提供的抽象特性。 　　在设计模式的实现技术中，泛型编程能够提高编程效率、实现非侵入性实现，大大提高代码复用率。在泛型的参与下，许多设计可能更为精妙、更加优雅、更具扩展性[3]。面向对象编程（OOP，Object-Oriented Programming）试图将数据和方法封装在一起，各种操作都与数据类型相关。泛型编程（GP，Generic Programming）则试图将数据和方法分离开来，将类型参数化，使得同一种操作可以适用于不同数据类型，C++标准库（STL）就是一种典型应用[4]。 　　4 C++11实现可变参数泛型抽象工厂（Implement 　　variable parameter generic abstract factory by 　　C++11） 　　通过C++11新标准泛型编程技术，能够实现产品类型可变、参数可变、异类组合的泛型抽象工厂，当你需要特定类型抽象工厂时，可随时复用而无需再定义专门的抽象工厂实现。 　　4.1 结构图 　　C++11实现的可变参数泛型抽象工厂结构如图2所示，其完整实现代码附后。 　　具体实现非常简洁，只包含两个模板类：泛型工厂类Generic