前言

1.设计模式(Design pattern)定义

2.为什么要使用设计模式（使用设计模式的意义）

3.设计原则

a、单一职责原则

b、开放封闭原则

c、里氏代换原则

d、迪米特法则

e、依赖倒转原则

f、合成 /聚合复用原则

4.设计模式的分类

1.简单工厂模式

基本简介

实现方式

角色及其职能

工厂角色

抽象产品角色

具体产品角色

优点

缺点

使用场景

实例1

头文件

源文件

主函数

实例2

simpleFactory头文件

simpleFactory源文件

客户端代码

前言

1.设计模式(Design pattern)定义

一套被反复使用，多数人知晓的，代码设计经验的总结。使用设计模式的目的是为了可重用代码，让代码更容易被他人理解，保证代码的可靠性。

通俗的说，就是解决问题的方法，是前辈们归纳总结出来的便于人们理解使用，增加代码的可维护性、可复用性、可扩展性。

2.为什么要使用设计模式（使用设计模式的意义）

众所周知，一款软件是否优秀在它的设计阶段就已经决定了，软件设计的好坏，关系到最终的结果。所以开发经验是必不可少的，而设计模式恰恰是开发经验的传承于总结。

3.设计原则

设计模式的使用根本原因是为了实现代码的复用、增加可维护性。那么怎么才能实现代码复用呢？面向对象有六大原则是必不可少的。

a、单一职责原则

不要存在多于一个导致类更变的原因。通俗的说，即一个类只负责一项职责。

b、开放封闭原则

一个软件实体、类、模块或者函数就应该对扩展开放，就修改关闭。简单的就是说可以增加供能，而不允许修改功能。

c、里氏代换原则

子类型必须能够替换他们的父类型，简单就是说“父债子还”。

d、迪米特法则

一个对象应该对其他对象保持最少的了解。简单来说就是对象之间不依赖与关系来保证运行的。

e、依赖倒转原则

高层模块不应该依赖低层模块，二者都应该依赖于其抽象；抽象不应该依赖细节，细节依赖抽象。简单的说就是依赖接口编程，不要对实现编程。即只要结果不顾过程。

f、合成 /聚合复用原则

合成聚合复用原则，尽量使用合成/聚合,尽量不要使用类继承。

※耦合度：是指一程序中，模块与模块之间信息或参数依赖的程度。低耦合度：松散耦合

4.设计模式的分类

总体来说设计模式分为三大类：

创建型模式，共五种：工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式。

结构型模式，共七种：适配器模式、装饰模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。

行为型模式，共十一种：策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。

1.简单工厂模式

基本简介

从设计模式的类型上来说，简单工厂模式是属于创建型模式，又叫做静态工厂方法（Static Factory Method）模式，但不属于23种GOF设计模式之一。简单工厂模式是由一个工厂对象决定创建出哪一种产品类的实例。简单工厂模式是工厂模式家族中最简单实用的模式，可以理解为是不同工厂模式的一个特殊实现。

UML图

实现方式

简单工厂模式的实质是由一个工厂类根据传入的参数，动态决定应该创建哪个产品类的实例（这些产品类继承自一个父类或接口）

角色及其职能

包括三种角色：工厂角色、抽象产品角色、具体产品角色

工厂角色

简单工厂模式的核心，它负责实现创建所有实例的内部逻辑。工厂类可以被外界直接调用，创建所需的产品对象。

抽象产品角色

简单工厂模式所创建的所有对象的父类，它负责描述所有实例所共有的公共接口。

具体产品角色

是简单工厂模式的创建目标，所有创建的对象都是充当这个角色的某个具体类的实例。

优点

工厂类是整个模式的关键.包含了必要的逻辑判断,根据外界给定的信息,决定究竟应该创建哪个具体类的对象.通过使用工厂类,外界可以从直接创建具体产品对象的尴尬局面摆脱出来,仅仅需要负责“消费”对象就可以了。而不必管这些对象究竟如何创建及如何组织的．明确了各自的职责和权利，有利于整个软件体系结构的优化。

缺点

由于工厂类集中了所有实例的创建逻辑，违反了高内聚责任分配原则，将全部创建逻辑集中到了一个工厂类中；它所能创建的类只能是事先考虑到的，如果需要添加新的类，则就需要改变工厂类了。

当系统中的具体产品类不断增多时候，可能会出现要求工厂类根据不同条件创建不同实例的需求．这种对条件的判断和对具体产品类型的判断交错在一起，很难避免模块功能的蔓延，对系统的维护和扩展非常不利；

使用场景

工厂类负责创建的对象比较少；客户只知道传入工厂类的参数，对于如何创建对象（逻辑）不关心；由于简单工厂很容易违反高内聚责任分配原则，因此一般只在很简单的情况下应用。

实例1

头文件

#pragma once
#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
/// <summary>
/// 运算类
/// </summary>
class Operation {
public:Operation();Operation(double numA, double numB);double getNumberA() const;void setNumberA(double numA);double getNumberB() const;void setNumberB(double numB);/// <summary>/// 虚函数、运算函数/// </summary>/// <returns>运算后的值</returns>virtual double GetResult();
protected:double _numberA;double _numberB;
};/// <summary>
/// 加
/// </summary>
class OperationAdd:public Operation
{
public:OperationAdd();OperationAdd(double numA, double numB);/// <summary>/// 重写父类的虚函数/// </summary>/// <returns>运算后的值</returns>double GetResult();
};/// <summary>
/// 减
/// </summary>
class OperationSub :public Operation
{
public:OperationSub();OperationSub(double numA, double numB);/// <summary>/// 重写父类的虚函数/// </summary>/// <returns>运算后的值</returns>double GetResult();
};/// <summary>
/// 乘
/// </summary>
class OperationMul :public Operation
{
public:OperationMul();OperationMul(double numA, double numB);/// <summary>/// 重写父类的虚函数/// </summary>/// <returns>运算后的值</returns>double GetResult();
};/// <summary>
/// 除
/// </summary>
class OperationDiv :public Operation
{
public:OperationDiv();OperationDiv(double numA, double numB);/// <summary>/// 重写父类的虚函数/// </summary>/// <returns>运算后的值</returns>double GetResult();
};/// <summary>
/// 乘方
/// </summary>
class OperationM :public Operation
{
public:OperationM();OperationM(double numA, double numB);/// <summary>/// 重写父类的虚函数/// </summary>/// <returns>运算后的值</returns>double GetResult();};/// <summary>
/// 简单工厂模式：定义一个创建对象的接口、让子类自己决定实例化哪个工厂类
/// 简单运算工厂类
/// </summary>
class OperationFactory
{
public:static Operation* createOperate(char operate);
};

源文件

#include "OperationFactory.h"
Operation::Operation()
{this->_numberA = 0;this->_numberB = 0;
}Operation::Operation(double numA, double numB)
{this->_numberA = numA;this->_numberB = numB;
}double Operation::getNumberA() const
{return this->_numberA;
}void Operation::setNumberA(double numA)
{this->_numberA = numA;
}double Operation::getNumberB() const
{return this->_numberB;
}void Operation::setNumberB(double numB)
{this->_numberB = numB;
}double Operation::GetResult()
{double result = 0;return result;
}OperationAdd::OperationAdd() :Operation()
{
}OperationAdd::OperationAdd(double numA, double numB):Operation(numA,numB)
{
}double OperationAdd::GetResult()
{double result = 0;result = _numberA + _numberB;return result;
}OperationSub::OperationSub():Operation()
{
}OperationSub::OperationSub(double numA, double numB):Operation(numA,numB)
{
}double OperationSub::GetResult()
{double result=0;result = _numberA - _numberB;return result;
}OperationMul::OperationMul():Operation()
{
}OperationMul::OperationMul(double numA, double numB):Operation(numA,numB)
{
}double OperationMul::GetResult()
{return _numberA*_numberB;
}OperationDiv::OperationDiv():Operation()
{
}OperationDiv::OperationDiv(double numA, double numB):Operation(numA,numB)
{
}double OperationDiv::GetResult()
{if (_numberB == 0) {throw "被除数不能为0";}return _numberA/_numberB;
}Operation* OperationFactory::createOperate(char operate)
{Operation* oper = nullptr;switch (operate){case '+':oper = new OperationAdd;break;case '-':oper = new OperationSub;break;case '*':oper = new OperationMul;break;case '/':oper = new OperationDiv;break;case '^':oper = new OperationM;default:break;}return oper;
}OperationM::OperationM():Operation()
{
}OperationM::OperationM(double numA, double numB):Operation(numA,numB)
{
}double OperationM::GetResult()
{double res = 1;   for (int i = 0; i < _numberB; i++) {res *= _numberA;}return res;
}

主函数

#include<iostream>
using namespace std;
#include"OperationFactory.h"int main(int argc, char* argv[]) {Operation *oper= OperationFactory::createOperate('^');oper->setNumberA(2);oper->setNumberB(3);double res = oper->GetResult();cout << res << endl;system("pause");return 0;
}

实例2

商场促销---商场收银软件（基于qt实现）

simpleFactory头文件

/*** @brief 简单工厂实现* @param* @return
*/
#ifndef SIMPLEFACTORY_H
#define SIMPLEFACTORY_H
#include<QString>
/*** @brief 现金收费抽象类、抽象基类* @param* @return
*/
class CashSuper{
public:/*** @brief 现金收取类的纯虚函数，收取现金* @param 原价* @return 当前价
*/virtual double AcceptCash(double money)=0;
};/*** @brief 正常收费子类* @param* @return
*/
class CashNormal:public CashSuper{
public://正常收费，原价返回double AcceptCash(double money) override;
};/*** @brief 打折收费子类* @param* @return
*/
class CashRebate:public CashSuper{
public:CashRebate(double moneyRebate);//打折收费，初始化时输入折扣率double AcceptCash(double money) override;private:double moneyRate=1;
};
/*** @brief 返利收费子类，初始化时输入返利条件和返利值* @param 返利条件moneyCondition 返利值moneyReturn* @return
*/
class CashReturn:public CashSuper{
public:CashReturn(double moneyCondition,double moneyReturn);double AcceptCash(double money) override;
private:double moneyCondition=0.0;double moneyReturn=0.0;
};
/*** @brief 现金收费工厂类* @param* @return
*/
class CashFactory{
public:static CashSuper* CreateCashAccept(int type);
};#endif // SIMPLEFACTORY_H

simpleFactory源文件

#include "simplefactory.h"
double CashNormal::AcceptCash(double money)
{return money;
}
CashRebate::CashRebate(double moneyRebate)
{if(moneyRebate>1||moneyRebate<0){throw "rate error";}this->moneyRate=moneyRebate;
}
double CashRebate::AcceptCash(double money)
{return money*moneyRate;
}
CashReturn::CashReturn(double moneyCondition, double moneyReturn)
{this->moneyCondition=moneyCondition;this->moneyReturn=moneyReturn;
}
double CashReturn::AcceptCash(double money)
{double result=money;if(money>=moneyCondition){result=money-moneyReturn;}return result;
}
CashSuper* CashFactory::CreateCashAccept(int type)
{//type  现金收取工厂CashSuper *cs=nullptr;switch (type) {//根据条件返回相应的对象case 0:cs=new CashNormal();break;case 1:cs=new CashReturn(300,100);break;case 2:cs=new CashRebate(0.8);break;case 3:cs=new CashRebate(0.5);break;case 4:cs=new CashReturn (500,200);break;default:break;}return cs;
}

客户端代码

void Widget::on_btn_ok_clicked()//点击确定槽函数
{double total=0.00;//声明一个double变量total来计算总计double price=ui->line_Price->text().toDouble();//lineEdit获取pricedouble num=ui->line_Num->text().toDouble();//lineEdit获取numtotal=num*price;//获取合计CashSuper* csuper=CashFactory::CreateCashAccept(ui->comboBox->currentIndex());total=csuper->AcceptCash(total);ui->listWidget->addItem("单价："+ui->line_Price->text()+" 数量:"+ui->line_Num->text()+" "+ui->comboBox->currentText()+" 合计："+QString::number(total));//添加到啊listWidget中ui->labShowPrice->setText(QString::number(total));//显示到lab中。
}

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