Cocos2d-x3.2与设计模式(一)创建型模式之ABSTRACT FACTORY(抽象工厂)--对象创建型模式

在本篇文章中,我将讲解抽象工厂模式以及结合Cocos2d-x3.2中某些源码来作为实例说明。
1.模式定义
在基类中定义一系列只有名称而没有实现的接口,具体实现需要在其子类中定义。或者在基类中定义一系列有名称且有简单实现的接口,具体实现还是需要在其子类中定义。抽象工模式可能会用工厂方法(Factory Method)或原型模式(Prototype)模式来实现。也就是说在一种模式的实现中可以应用其他设计模式,所以当你学习时,不能死背一种模式,而应该把多种模式合起来理解。这会使得我们在平常写代码中能合理利用多种设计模式。
在C++中实现,通常把接口定义为虚函数,这是为了用父类指针指向子类后能动态执行,这样实现比较灵活。在C++中也可以把接口定义为非虚函数,这样就需要用该类的指针来指向它来执行操作。至于上面所说的只有名称没有实现的接口就是用纯虚函数来实现的。
下面我就用代码1来说明一下。
代码1:

 
   class baseFactory  
    {  
      public:  
      virtual Type function1(Parameters A) =0;  
      
    };  
    class subclassFactory1:public baseFactory  
    {  
    public:  
     virtual Type function1(Parameters A)  
     {  
       具体实现1...  
     }  
    };  
    class subclassFactory2:public baseFactory  
    {  
    public:  
     virtual Type function2(Parameters A)  
     {  
       具体实现2...  
     }  
    };  
为什么在subclassFactory1中的function1也为虚函数,这是因为subclassFactory1也有可能是其他类的父类,这样方便用父类指针指向子类后能动态执行。
从代码1我们可以看出,一个基类衍生出了多个子类,并且具体实现是与该子类有关而不是与基类有关。这样我们在编写一个系统时就可以设置一个统一备置,而每个子类就可以自由发挥地实现自己想要实现的效果了。在我们生活中,车就是一个基类,它配置好了参数,然后不同厂商生产不同品牌且性能不同的车。不同品牌的车就是车的子类了,不同厂商可以根据自己喜好来设计生产车。

2.模式应用场景
1.一个系统要独立于它的产品的创建、组合和表示时。
2.一个系统要有多个产品系列中的一个来配置时。
3.当你要强调一系列的相关的产品对象设计以便进行联合使用时。
4.当你提供一个产品类库,而只想显示他们的接口而不是实现时。
3.模式在Cocos2d-x3.2中的应用
在Cocos2d-x3.2中应用这种模式的大多是xxxProtocol类,这些类声明在…\cocos2d\cocos\base\CCProtocols.h目录下,大家可以去看看。
那接下来我就以TextureProtocol作为例子来讲解。
我们先看看TextureProtocal的源码,代码2。
代码2:

   
   class CC_DLL TextureProtocol : public BlendProtocol  
    {  
    public:  
        virtual ~TextureProtocol() {}  
        virtual Texture2D* getTexture() const = 0;  
        virtual void setTexture(Texture2D *texture) = 0;  
    };  
 在代码2中,我们可以看到TextureProtocol继承了BlendProtocol,BlendProtocl的声明如代码3。
 代码3:
class CC_DLL BlendProtocol  
{  
public:  
    virtual ~BlendProtocol() {}  
    virtual void setBlendFunc(const BlendFunc &blendFunc) = 0;  
    virtual const BlendFunc &getBlendFunc() const = 0;  
};  
那我们为什么不以BlendProtocol来讲解,而是用TextureProtocol来说明?当我们追寻BlendProtocol的setBlendFunc或getBlendFunc的具体在那个些子类中实现时,就会发现这个两个接口只在Sprite类中实现了而没有在其他子类中实现,这太没有代表性。所以我们用TextureProtocol来讲解。
那么我们现在就追寻TextureProtocol中的setTexture具体在哪些子类实现。在Visual Studio环境下点击右键转到定义,得到的结果如图1。
图1:
 <img title = 'Design tu1.jpg' src='http://cdn.cocimg.com/bbs/attachment/Fid_41/41_316694_5e610b9b6769caf.jpg' > 
从图1中,我们可以看到Sprite、ParticleSystem、SpriteBatchNode等等都继承了TextureProtocol,并且都按各自需求实现了setTexture接口。这里我们就看到了这种设计模式的优点了,即基类配置参数,子类按照自己需要实现,各个子类的实现相互独立。
那接下来,我们也就setTexture在Sprite和ParticleSystem中的实现,如代码4和代码5。
代码4:
  
  void Sprite::setTexture(Texture2D *texture)  
    {  
        // If batchnode, then texture id should be the same  
        CCASSERT(! _batchNode || texture->getName() == _batchNode->getTexture()->getName(), "CCSprite: Batched sprites should use the same texture as the batchnode");  
        // accept texture==nil as argument  
        CCASSERT( !texture || dynamic_cast<Texture2D*>(texture), "setTexture expects a Texture2D. Invalid argument");  
      
        if (texture == nullptr)  
        {  
            // Gets the texture by key firstly.  
            texture = Director::getInstance()->getTextureCache()->getTextureForKey(CC_2x2_WHITE_IMAGE_KEY);  
      
            // If texture wasn't in cache, create it from RAW data.  
            if (texture == nullptr)  
            {  
                Image* image = new Image();  
                bool isOK = image->initWithRawData(cc_2x2_white_image, sizeof(cc_2x2_white_image), 2, 2, 8);  
                CC_UNUSED_PARAM(isOK);  
                CCASSERT(isOK, "The 2x2 empty texture was created unsuccessfully.");  
      
                texture = Director::getInstance()->getTextureCache()->addImage(image, CC_2x2_WHITE_IMAGE_KEY);  
                CC_SAFE_RELEASE(image);  
            }  
        }  
        if (!_batchNode && _texture != texture)  
        {  
            CC_SAFE_RETAIN(texture);  
            CC_SAFE_RELEASE(_texture);  
            _texture = texture;  
            updateBlendFunc();  
        }  
    }  
   代码5:
  
   void ParticleSystem::setTexture(Texture2D* var)  
    {  
        if (_texture != var)  
        {  
            CC_SAFE_RETAIN(var);  
            CC_SAFE_RELEASE(_texture);  
            _texture = var;  
            updateBlendFunc();  
        }  
    }  
从代码4和5中,我们看到了setTexture在各个子类中按需求实现的。

4.模式结构与参与者
此模式的结构如图2。
图2:

1.AbstractFactory()
声明一个创建抽象产品对象的操作接口。在这里没有调用Sprite、ParticleSystem的操作接口。
2.ConcreteFactory()
实现创建具体产品对象的操作。在这里没有调用Sprite、ParticleSystem的操作。
3.AbstractProduct(TextureProtocol)
为一类产品对象声明一个接口。在这里为TextureProtocol。
4.ConcreteProduct(Sprite、ParticleSystem…)
定义一个将被相应的具体工厂创建的产品对象。实现AbstractProduct接口。在这里为Sprite、ParticleSystem…。
5.Client
仅使用有AbstractFactory和AbstractProduct类声明的接口。
5.模式的优缺点
优点:在基类声明同一接口,在不同子类中按照各自需要来实现,分离了具体的类。这使得在调用处可以方便切换到不同的实现类。
缺点:难于在基类中添加新的接口来支持新的类,因为这需要在每个子类中添加新的接口的定义,代码量大。
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不是很明白. 难道作者的意思是: virutal function + factory = abstract factory ?

ABSTRACT FACTORY是种概念,你可以看多几次它的定义,virtual function是一种实现这种定义的手段,两者没有必然的联系。你理解了这种设计模式的概念后,用不用virtual function实现都可以,更何况在其他语言如java就没有virtual function,所以说概念是概念,实现方法是方法。