对象工厂的辅助类的代码
struct factory { template<typename T> struct register_t { register_t(const std::string& key) { factory::get().map_.emplace(key, []{ return new T; }); } }; private: inline static factory& get() { static factory instance; return instance; } static std::map<std::string, FunPtr> map_; }; |
对象工厂的辅助类register_t是工厂类的一个内部模版类，非常简单，只有一个构造函数，这个构造函数中调用了factory的私有变量map_，并往map_中插入了key和泛型对象的构造器。这里用到了C++11的一个新特性：内部类可以通过外部类的实例访问外部类的私有成员，所以register_t可以直接访问factory的私有变量map_。
自动注册的代码
#define REGISTER_MESSAGE_VNAME(T) reg_msg_##T##_
#define REGISTER_MESSAGE(T, key, ...) static factory::register_t<T> REGISTER_MESSAGE_VNAME(T)(key, __VA_ARGS__);
在派生类中调用宏注册自己：
class Message1 : public Message
{
//……
};
REGISTER_MESSAGE(Message1, "message1");
自动注册的关键是通过一个宏来生成静态全局的register_t的实例，因为register_t的实例是用来向工厂注册目标对象的构造器。所以仅仅需要在派生类中调用这个宏就可以实现自动至注册了，而无需修改原有代码。
我们还可以添加智能指针接口，无需让用户管理原始指针，甚至让工厂能创建带任意参数的对象。
Factory最终的实现
#include <map> #include <string> #include <functional> #include <memory> #include "Message.hpp" struct factory { template<typename T> struct register_t { register_t(const std::string& key) { factory::get().map_.emplace(key, [] { return new T(); }); } template<typename... Args> register_t(const std::string& key, Args... args) { factory::get().map_.emplace(key, [&] { return new T(args...); }); } }; static Message* produce(const std::string& key) { if (map_.find(key) == map_.end()) throw std::invalid_argument("the message key is not exist!"); return map_[key](); } static std::unique_ptr<Message> produce_unique(const std::string& key) { return std::unique_ptr<Message>(produce(key)); } static std::shared_ptr<Message> produce_shared(const std::string& key) { return std::shared_ptr<Message>(produce(key)); } private: factory() {}; factory(const factory&) = delete; factory(factory&&) = delete; static factory& get() { static factory instance; return instance; } static std::map<std::string, std::function<Message*()>> map_; }; std::map<std::string, std::function<Message*()>> factory::map_; #define REGISTER_MESSAGE_VNAME(T) reg_msg_##T##_ #define REGISTER_MESSAGE(T, key, ...) static factory::register_t<T> REGISTER_MESSAGE_VNAME(T)(key, ##__VA_ARGS__); |
示例
class Message { public: virtual ~Message() {} virtual void foo() { } }; #include "MessageFactory.hpp" #include "Message.hpp" class Message1 : public Message { public: Message1() { std::cout << "message1" << std::endl; } Message1(int a) { std::cout << "message1" << std::endl; } ~Message1() { } void foo() override { std::cout << "message1" << std::endl; } }; //REGISTER_MESSAGE(Message1, "message1", 2); REGISTER_MESSAGE(Message1, "message1"); #include "Message1.hpp" int main() { Message* p = factory::produce("message1"); p->foo(); //Message1 auto p2 = factory::produce_unique("message1"); p2->foo(); } |
总结
使用C++11，仅仅需要几十行代码就可以实现一个自动注册的对象工厂，消除了长长的swithc-case语句，还遵循了开闭原则，简洁而优雅。
