如何在c++11中实现工厂+装饰器模式

Question

我决定将study/translate Head First Design Patterns 的Java 代码转换为C++11，并且由于智能指针，我能够使用自动内存管理实现大部分模式。但是，我对其中一个示例有疑问。这是我的代码：

#include <iostream>
#include <memory>

class AbstractBase {
public:
    virtual void foo() = 0;
    virtual ~AbstractBase() = default;
};

class A : public AbstractBase {
public:
    void foo() override { std::cout << "Class A: foo() called" << std::endl; }
};

class B : public AbstractBase {
public:
    void foo() override { std::cout << "Class B: foo() called" << std::endl; }
};

class FooDecorator : public AbstractBase {
public:
    FooDecorator(AbstractBase *pBase): mpBase(pBase) { }
    void foo() override
    {
        mpBase->foo();
        ++mNumberOfFooCalls;
    }
    static int getFooCalls() { return mNumberOfFooCalls; }

private:
    static int mNumberOfFooCalls;
    AbstractBase *mpBase;
};

class AbstractFactory {
public:
    virtual std::unique_ptr<AbstractBase> createA() = 0;
    virtual std::unique_ptr<AbstractBase> createB() = 0;
    virtual ~AbstractFactory() = default;
};

class CountingFactory : public AbstractFactory {
public:
    std::unique_ptr<AbstractBase> createA()
    {
        // auto pA = new A();
        // return std::unique_ptr<AbstractBase>(new FooDecorator(pA));
        std::unique_ptr<AbstractBase> pA(new A());
        return std::unique_ptr<AbstractBase>(new FooDecorator(pA.get()));
    }

    std::unique_ptr<AbstractBase> createB()
    {
        // auto pB = new B();
        // return std::unique_ptr<AbstractBase>(new FooDecorator(pB));
        std::unique_ptr<AbstractBase> pB(new B());
        return std::unique_ptr<AbstractBase>(new FooDecorator(pB.get()));
    }
};

int FooDecorator::mNumberOfFooCalls = 0;

int main()
{
    std::unique_ptr<AbstractFactory> pFactory(new CountingFactory());
    std::unique_ptr<AbstractBase> pObjA = pFactory->createA();
    std::unique_ptr<AbstractBase> pObjB = pFactory->createB();
    pObjA->foo();
    pObjB->foo();
    std::cout << "Foo called " << FooDecorator::getFooCalls()
              << " times." << std::endl;
}

这段代码主要做的是；有两个派生类A和B；它们每个都有一个成员函数，显示调用了哪一个。还有一个名为 FooDecorator 的装饰器，它添加了计算对 foo().

的调用的功能

除了这些，还有CountingFactory直接获取装饰对象

在主体部分，我使用这个工厂创建了一个 A 实例和一个 B 实例。然后从每个调用 foo()。

当我使用 clang 3.5 和运行编译此代码时，我没有收到任何错误，但结果与预期有点不同，因为它调用了 B::foo() 两次：

Class B: foo() called
Class B: foo() called
Foo called 2 times.

另一方面，当我使用 gcc 4.9.2 和运行编译代码时，出现以下错误：

pure virtual method called
terminate called without an active exception

看起来问题出在 CountingFactory 中的 unique_ptr。我的理解是用于初始化装饰对象的指针被释放，它会导致未定义的行为（clang 情况）或终止（gcc 情况）。

因此，我决定使用原始指针并添加（上面注释掉的）行：

    auto pA = new A();
    return std::unique_ptr<AbstractBase>(new FooDecorator(pA));

    auto pB = new B();
    return std::unique_ptr<AbstractBase>(new FooDecorator(pB));

这样做，一切顺利，我从两个编译器都得到了预期的输出。但是，现在内存泄漏，必须删除分配。

我几乎总能找到针对此类问题的智能指针解决方案，因此我正在努力想出解决此问题的最佳方法。我也试过用 shared_ptrs 替换 unique_ptrs，但没有用，它没有用。

我还能通过不同的方法摆脱智能指针吗？或者我必须手动管理我在工厂内部分配的内存（不推荐）？

Answer 1

崩溃的原因是你只是通过get方法分配了内部指针。

std::unique_ptr<AbstractBase> pB(new B());
return std::unique_ptr<AbstractBase>(new FooDecorator(pB.get()));

这意味着当作用域结束时，您的内部 B（或 A）的内存将变为 deleted。您可以做的是改为调用 release。

但是是的，为了避免泄漏，您的 FooDecorator 中也应该有一个 unique_ptr。

Live on IdeOne

Answer 2

据我了解，您需要 FooDecorator 才能取得 pBase 的所有权。您可以通过更改

来实现此目的

AbstractBase *mpBase;

到

std::unique_ptr<AbstractBase> mpBase;

所以你在 CountingFactory 中创建 FooDecorator 像这样：

return std::unique_ptr<AbstractBase>(new FooDecorator(new A()));

或者在 C++14 中：

return std::make_unique<FooDecorator>(new A());

如何在c++11中实现工厂+装饰器模式

How to implement factory+decorator pattern in c++11

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