ファクトリ メソッド パターンを C で効率的に実装するにはどうすればよいですか?

C でファクトリ メソッド パターンを効率的に実装する方法

はじめに

C では、ファクトリ メソッド パターンにより次のことが可能になります。コンストラクターではなくファクトリ メソッドを介したオブジェクトのインスタンス化。この設計パターンは、複雑さとパフォーマンス上の懸念があるため、議論の対象となっています。

一般的な誤解を反証する

1.コンストラクターは常に十分です:

コンストラクターは不可欠ですが、コンストラクターのオーバーロードが問題となる複雑な構築プロセスやシナリオ (座標の表現など) には必ずしも適しているとは限りません。このような場合、ファクトリ メソッドは実行可能な解決策を提供します。

2. Java の単純さは C に変換されません。

Java で見られるファクトリを使用した動的割り当ては、単純ではありますが、ユーザーを動的メモリ管理に制限します。このアプローチは、組み込みシステムや、静的割り当てが優先されるシナリオには適していません。

3. Return-by-Value は普遍的な解決策ではありません:

値を返すとファクトリ実装が容易になりますが、コピー省略やコピー不可能なオブジェクトの問題によりパフォーマンスが低下する可能性があります。さらに、オーバーロードを避けるためにメソッド名を変更すると、コードの明確さと一貫性が損なわれます。

4. 2 フェーズ構築には制限があります:

オブジェクト割り当てを初期化から分離すると、コードが扱いにくくなり、const メンバーと基本クラス コンストラクターの初期化に課題が生じる可能性があります。

改善されたアプローチ

これらの制限に対処するには、C でのより効果的なファクトリ メソッド パターンの実装が必要です。以下が含まれます:

• 派生型のコンストラクターに静的ファクトリー オーバーロード を使用します:

  class Base {
  public:
    Base(){}
    static std::shared_ptr<Base> createCartesian(float x, float y);
  };
  
  class Derived:public Base {
  public:
    static std::shared_ptr<Derived> createPolar(float angle, float magnitude);
  };

• 「ファクトリー」の実装Factories" クラス:

  class Factory {
  public:
    virtual std::shared_ptr<Base> create() = 0;
  };
  
  class CartesianFactory: public Factory {
  public:
    virtual std::shared_ptr<Base> create() {
      return std::make_shared<Base>(x, y); // use Cartesian constructor
    }
  };

このアプローチ:

• 割り当てタイプに関係なく均一性を維持します: スマートを返すことによりポインターの場合、ファクトリは静的と動的の両方を処理できます。
• 意味のある名前付けが可能: 派生型に基づくオーバーロード解決により、明確で表現力豊かなメソッド名が可能になります。
• パフォーマンスへの影響とコードの肥大化を最小限に抑えます: 共有ポインタを使用し、不要なコピーを回避すると、オーバーヘッドが削減されます。
• は一般的であり、スケーラブル: 「ファクトリのファクトリ」パターンにより、新しいタイプのファクトリやオブジェクトに対応する簡単な拡張が可能になります。

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