在需要对某个功能做拓展时，使用工厂模式能给代码带来尽量少的修改量。本文将通过遵循SOLID设计原则中的开闭原则和依赖倒置原则在C语言上实现工厂模式。
下面将使用解码器功能作为例子进行讲解。
解码器的类关系图和程序运行流程图
工厂设计
以下为工厂类中的成员与成员函数。
/**
* @enum ret_t
* @annotation ["scriptable"]
* 函数返回值常量定义。
*/
typedef enum _ret_t {
/**
* @const RET_OK
* 成功。
*/
RET_OK = 0,
/**
* @const RET_OOM
* Out of memory。
*/
RET_OOM,
/**
* @const RET_FAIL
* 失败。
*/
RET_FAIL,
// ...
/**
* @const RET_BAD_PARAMS
* 无效参数。
*/
RET_BAD_PARAMS = 16,
} ret_t;
/* decoder_factory.h */
#ifndef DECODER_FACTORY_H
#define DECODER_FACTORY_H
#include "tkc/darray.h"
#include "audio_decoder.h"
typedef decoder_t* (*decoder_create_t)(void);
/**
* @class decoder_factory_t
* decoder工厂。
*/
typedef struct _audio_decoder_factory_t {
/*private*/
darray_t creators;
} audio_decoder_factory_t;
/**
* @method decoder_factory_instance
* 获取decoder工厂实例。
* @annotation ["constructor"]
* @return {decoder_factory_t*} 返回decoder工厂实例。
*/
decoder_factory_t* decoder_factory_instance(void);
/**
* @method decoder_factory_register
* 注册decoder创建函数。
* @param {decoder_factory_t*} factory decoder工厂对象。
* @param {const char*} type 类型(如mp3)。
* @param {decoder_create_t} create decoder创建函数。
*
* @return {ret_t} 返回RET_OK表示成功，否则表示失败。
*/
ret_t decoder_factory_register(decoder_factory_t* factory, const char* type,
decoder_create_t create);
/**
* @method decoder_factory_create_decoder
* 创建指定类型的decoder对象。
* @param {decoder_factory_t*} factory decoder工厂对象。
* @param {const char*} type 类型(如mp3)。
*
* @return {decoder_t*} 创建decoder对象。
*/
decoder_t* decoder_factory_create_decoder(decoder_factory_t* factory,
const char* type);
#endif /* DECODER_FACTORY_H */
使用工厂注册对象类型
注册的实现方式是将对象创建的函数指针与类型使用结构体creator_item_t捆绑在一起，然后插入到动态数组中。（代码中使用的是AWTK中的动态数组darray，可以使用链表等方式代替。）
#define NAME_LEN 31
#define return_value_if_fail(p, value) \
if (!(p)) { \
printf("%s:%d " #p "\n", __FUNCTION__, __LINE__); \
return (value); \
}
typedef struct _creator_item_t {
char type[NAME_LEN + 1];
decoder_create_t create;
} creator_item_t;
ret_t decoder_factory_register(decoder_factory_t* factory, const char* type,
decoder_create_t create) {
creator_item_t* item = NULL;
return_value_if_fail(factory != NULL && type != NULL && create != NULL, RET_BAD_PARAMS);
item = (creator_item_t*)malloc(sizeof(creator_item_t));
return_value_if_fail(item != NULL, RET_OOM);
item->create = create;
strncpy(item->type, type, NAME_LEN);
darray_push(&(factory->creators), item);
return RET_OK;
}
decoder_factory_register(decoder_factory_instance(), "mp3", decoder_mp3_create);
使用工厂创建对象
通过类型在动态数组中寻找对应函数指针创建对象。
decoder_t* decoder_factory_create_decoder(decoder_factory_t* factory,
const char* type) {
const creator_item_t* iter = NULL;
return_value_if_fail(type != NULL, NULL);
return_value_if_fail(factory != NULL && factory->creators != NULL, NULL);
iter = darray_find(&(factory->creators), (void*)type);
return (NULL != iter) ? iter->create() : NULL;
}
decoder_mp3_t* mp3_decoder = decoder_factory_create_decoder(decoder_factory_instance(), "mp3");
通过接口调用对象功能
在调用具体对象的创建函数时，让对象的虚函数表指针vt指向该类型的虚函数表，这样就可以通过对象的虚函数表指针调用具体方法。详情请查看文章：用C语言实现C++继承与多态。
/**
* @class decoder_t
* 解码器接口。
*/
struct _decoder_t {
const decoder_vtable_t* vt;
}
int32_t decoder_decode(decoder_t* decoder, void* buff, uint32_t size) {
return_value_if_fail(buff != NULL && size > 0, 0);
return_value_if_fail(decoder != NULL && decoder->vt != NULL && decoder->vt->decode != NULL, 0);
return decoder->vt->decode(decoder, buff, size);
}
ret_t decoder_destroy(decoder_t* decoder) {
return_value_if_fail(decoder != NULL && decoder->vt != NULL && decoder->vt->destroy != NULL, RET_BAD_PARAMS);
return decoder->vt->destroy(decoder);
}
typedef struct _decoder_mp3_t {
decoder_t decoder;
} decoder_mp3_t;
static int32_t decoder_mp3_decode(decoder_t* decoder, void* buff, uint32_t size) {
/* 具体实现 略 */
}
static ret_t decoder_mp3_destroy(decoder_t* decoder) {
/* 具体实现 略 */
}
static const decoder_vtable_t s_decoder_mp3_vtable = {
.decode = decoder_mp3_decode,
.destroy = decoder_mp3_destroy,
};
decoder_t* decoder_mp3_create(void) {
decoder_mp3_t* mp3_decoder = (decoder_mp3_t*)malloc(sizeof(decoder_mp3_t));
return_value_if_fail(mp3_decoder != NULL, NULL);
mp3_decoder->decoder.vt = &s_decoder_mp3_vtable;
return (decoder_t*)mp3_decoder;
}
decoder_decode(mp3_decoder, buff, sizeof(buff));
decoder_destroy(mp3_decoder);
