一，设计模式概念引入

① 什么是设计模式

设计模式通常被面向对象的软件开发人员所采用，是软件开发人员在软件开发过程中面临问题的解决方案。也是众多软件开发人员经过长时间的试验和错误总结出来的23种设计模式。虽然很多人认为C语言只是面向过程的开发，但鄙人认为此说法并不全面，难道面向对象的语言就不面向过程了吗？同理，在C语言的使用过程中一样允许面向对象。在平时代码编写中，有时会遇到修改一处BUG而影响整个代码的运行，设计模式的出现正好就解决了这一问题。

② 什么是类和对象

类：类是面对对象程序设计实现信息封装的基础。类是一种用户定义的引用数据类型，也称类类型。比如C语言中结构体，就是用户自己定义的一种数据类型

struct Animal{int age;int sex;         //成员属性void (*peat)();  //函数指针void (*pbeat)(); //成员方法
};

对象：类的一种具象。每个类包含数据说明和一组操作数据或传递消息的函数。类的实例就称为对象。

• dog是类Animal的一种具体对象；

● cat是类Animal的一种具体对象；

● person是类Animal的一种具体对象；

struct Animal dog;
struct Animal cat;
struct Animal person;

③ 什么是工厂模式

• 工厂模式是最常用的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的（最佳）方式；

● 在工厂模式中，我们在创建对象时不会对客户端暴露创建逻辑，并且是通过使用一个共同的接口来指向新创建的对象；

● 共同的接口：我们自己创建共同接口API，从工厂里面获得需要的对象放入main函数中去运行。

二，C语言工厂模式的实现

① 普通类和对象的代码实现

#include /*类：struct Animal*/
/*对象： struct Animal dog/cat/person*/struct Animal
{char name[128];int age;int sex;   //成员属性void (*peat)();void (*pbeat)();   //成员方法};void dogeat()
{printf("狗吃骨头\n");}void cateat()
{printf("猫吃鱼\n");
}void personeat()
{printf("人吃饭\n");
}void dogbeat()
{printf("狗咬人\n");
}void catbeat()
{printf("猫挠人\n");
}void personbeat()
{printf("打人\n");    
}    int main()
{struct Animal dog = {.peat = dogeat,  //部分成员赋值.pbeat = dogbeat};struct Animal cat = {.peat = cateat,.pbeat = catbeat};struct Animal person = {.peat = personeat,  //对象，事物的具象.pbeat = personbeat};dog.peat();cat.peat();person.peat();dog.pbeat();cat.pbeat();person.pbeat();return 0;
}

② 工厂模式代码实现

● 工厂模式不会暴露创建对象的代码逻辑，上面对象代码逻辑全部暴露无遗；

● 以上面的代码为例，以工厂模式的方式将dog,cat,person这几个对象拆分成单独的代码文件，并在每个文件中提供用来链接的函数，方便main函数的调用；

如上图中，左侧可以比拟为一个工厂，工厂里有很多个可能，右侧可比拟一个main函数的入口，当我们用到哪个功能时， 就在main函数中调用工厂里的功能接口（API）就可以了，如果想要在工厂里建立一个新功能时，直接新添加一个文件就好，工厂中一个独立的文件就代表是一个独立的功能，各个功能之间互不干扰，比如你改错了一个功能文件，但不影响其他的功能文件。

分别创建需要的文件：

● cat.c

#include "animal.h"void cateat()
{printf("猫吃鱼\n");
}void catbeat()
{printf("猫挠人\n");}struct Animal cat = {.name = "Tom",.peat = cateat,.pbeat = catbeat};struct Animal *putCatInLink(struct Animal *phead)  //头插法，会改变头，所以用到指针
{                                 //链表头传过来if(phead == NULL)    //如果头为空，那就返回cat为链表头{return &cat;}         else{cat.next = phead;   //否则cat的下一个为链头phead = &cat;      //再把链头指向猫return phead;}};

● dog.c

#include "animal.h"void dogeat()
{printf("狗吃骨头\n");
}void dogbeat()
{printf("狗咬人人\n");}struct Animal dog = {.name = "huang",.peat = dogeat,.pbeat = dogbeat};struct Animal *putDogInLink(struct Animal *phead)  //头插法，会改变头，所以用到指针
{                                 //链表头传过来if(phead == NULL)    //如果头为空，那就返回cat为链表头{return &dog;}         else{dog.next = phead;   //否则cat的下一个为链头phead = &dog;      //再把链头指向猫return phead;}};

● person.c

#include "animal.h"void personeat()
{printf("人吃饭\n");
}void personbeat()
{printf("揍人\n");
}struct Animal person = {  .name = "xiaomei",.peat = personeat,    //对象，事务的具象.pbeat = personbeat};struct Animal* putPersonInLink(struct Animal *phead)
{if(phead == NULL){return &person;}else{person.next = phead;phead = &person;return phead;}
};        

● animal.h

#include struct Animal{char name[128];int age;int sex;  //成员属性void (*peat)(); void (*pbeat)();    //成员方法struct Animal *next;  //涉及到链表，添加链表节点
};struct Animal *putCatInLink(struct Animal *phead);   //cat.c文件中的该函数将cat相关全局的结构体加到链表中 struct Animal *putDogInLink(struct Animal *phead);  //dog.c文件中的该函数将cat相关全局的结构体加到链表中 struct Animal *putPersonInLink(struct Animal *phead);  //person.c文件中的该函数将cat相关全局的结构体加到链表中 

● mainpro.c

#include "animal.h"int main()
{struct Animal *phead = NULL;   //初始化phead = putCatInLink(phead);phead = putDogInLink(phead);phead = putPersonInLink(phead);return 0;
} 

编译说明： 多个.c文件同时编译：gcc *.c , 如果编译过程中没有报错，但是没有输出内容，是因为在manpro.c的代码中没有输出代码，但是链接成功

● 完善mainpro.c

#include "animal.h"
#include struct Animal *fileName(char *str,struct Animal *phead)
{struct Animal *tmp = phead;if(tmp == NULL){printf("空\n");return NULL;}else{while(tmp != NULL)  //遍历链表{if(strcmp(tmp->name,str) == 0)   //tmp的值和输入的名字是想等的，说明找到了{return tmp;}tmp = tmp -> next;   //没找到的话就继续遍历链表}return NULL;  //一直没找到就返回NULL;}}int main()
{char buf[128] = {"\0"};struct Animal *phead = NULL;   //初始化struct Animal *ptmp;phead = putCatInLink(phead);phead = putDogInLink(phead);phead = putPersonInLink(phead);while(1){printf("请输入: Tom,huang,xiaomei\n");scanf("%s",buf);ptmp = fileName(buf,phead);if(ptmp != NULL){ptmp -> pbeat();ptmp -> peat();}memset(buf,'\0',sizeof(buf));}return 0;
} 

编译结果： C语言简单工厂模式完成！