抽象工厂模式

此次学习参考LoveLion的工厂三兄弟之抽象工厂模式（三）

概述

抽象工厂模式为创建一组对象提供了一种解决方案。与工厂方法模式相比，抽象工厂模式中的具体工厂不只是创建一种产品，它负责创建一族产品。抽象工厂模式定义如下：

抽象工厂模式(Abstract Factory Pattern)：提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无须指定它们具体的类。抽象工厂模式又称为Kit模式，它是一种对象创建型模式。

结构

在抽象工厂模式结构图中包含如下几个角色：

• AbstractFactory（抽象工厂）：它声明了一组用于创建一族产品的方法，每一个方法对应一种产品。
• ConcreteFactory（具体工厂）：它实现了在抽象工厂中声明的创建产品的方法，生成一组具体产品，这些产品构成了一个产品族，每一个产品都位于某个产品等级结构中。
• AbstractProduct（抽象产品）：它为每种产品声明接口，在抽象产品中声明了产品所具有的业务方法。
• ConcreteProduct（具体产品）：它定义具体工厂生产的具体产品对象，实现抽象产品接口中声明的业务方法。

代码实现

我们修改工厂方法模式中的例子，添加car与plane：

#include <iostream>

using namespace std;

class Tank
{
public:
    virtual const string &type() = 0;
};

class Tank56 : public Tank
{
public:
    Tank56() : Tank(), mstr_type("Tank56")
    {
    }

    const string &type() override
    {
        cout << mstr_type.data() << endl;
        return mstr_type;
    }

private:
    string mstr_type;
};

//具体的产品类
class Tank96 : public Tank
{
public:
    Tank96() : Tank(), mstr_type("Tank96")
    {
    }
    const string &type() override
    {
        cout << mstr_type.data() << endl;
        return mstr_type;
    }

private:
    string mstr_type;
};

class Car
{
public:
    virtual const string &type() = 0;
};

class Car56 : public Car
{
public:
    Car56() : Car(), mstr_type("Car56")
    {
    }

    const string &type() override
    {
        cout << mstr_type.data() << endl;
        return mstr_type;
    }

private:
    string mstr_type;
};

class Car96 : public Car
{
public:
    Car96() : Car(), mstr_type("Car96")
    {
    }
    const string &type() override
    {
        cout << mstr_type.data() << endl;
        return mstr_type;
    }

private:
    string mstr_type;
};

class Plane
{
public:
    virtual const string &type() = 0;
};

class Plane56 : public Plane
{
public:
    Plane56() : Plane(), mstr_type("Plane56")
    {
    }

    const string &type() override
    {
        cout << mstr_type.data() << endl;
        return mstr_type;
    }

private:
    string mstr_type;
};

class Plane96 : public Plane
{
public:
    Plane96() : Plane(), mstr_type("Plane96")
    {
    }
    const string &type() override
    {
        cout << mstr_type.data() << endl;
        return mstr_type;
    }

private:
    string mstr_type;
};

//工厂类
class Factory
{
public:
    virtual Tank *createTank(){};
    virtual Car *createCar(){};
    virtual Plane *createPlane(){};
};

class Factory56:public Factory
{
public:
    Tank *createTank()
    {
        return new Tank56();
    }

    Car *createCar()
    {
        return new Car56();
    }

    Plane *createPlane()
    {
        return new Plane56();
    }
};

class Factory96:public Factory
{
public:
    Tank *createTank()
    {
        return new Tank96();
    }
    Car *createCar()
    {
        return new Car96();
    }

    Plane *createPlane()
    {
        return new Plane96();
    }
};

int main()
{
    Factory *factory56 = new Factory56();
    Factory *factory96 = new Factory96();
    Tank *tank56 = factory56->createTank();
    tank56->type();
    Car *car56 = factory56->createCar();
    car56->type();
    Plane *plane56 = factory56->createPlane();
    plane56->type();
    Tank *tank96 = factory96->createTank();
    tank96->type();
    Car *car96 = factory96->createCar();
    car96->type();
    Plane *plane96 = factory96->createPlane();
    plane96->type();

    delete tank96;
    tank96 = nullptr;
    delete car96;
    car96 = nullptr;
    delete plane96;
    plane96 = nullptr;
    delete tank56;
    tank56 = nullptr;
    delete car56;
    car56 = nullptr;
    delete plane56;
    plane56 = nullptr;
    delete factory56;
    factory56 = nullptr;
    delete factory96;
    factory96 = nullptr;

    return 0;
}

此实例中有两个产品族，每个族下面有三个产品，所以有两个工厂负责创建各族的产品

优缺点

优点

1. 抽象工厂模式隔离了具体类的生成，使得客户并不需要知道什么被创建。由于这种隔离，更换一个具体工厂就变得相对容易，所有的具体工厂都实现了抽象工厂中定义的那些公共接口，因此只需改变具体工厂的实例，就可以在某种程度上改变整个软件系统的行为。
2. 当一个产品族中的多个对象被设计成一起工作时，它能够保证客户端始终只使用同一个产品族中的对象。
3. 增加新的产品族很方便，无须修改已有系统，符合“开闭原则”。

缺点

• 增加新的产品等级结构麻烦，需要对原有系统进行较大的修改，甚至需要修改抽象层代码，这显然会带来较大的不便，违背了“开闭原则”。

适用场景

1. 一个系统不应当依赖于产品类实例如何被创建、组合和表达的细节，这对于所有类型的工厂模式都是很重要的，用户无须关心对象的创建过程，将对象的创建和使用解耦。
2. 系统中有多于一个的产品族，而每次只使用其中某一产品族。可以通过配置文件等方式来使得用户可以动态改变产品族，也可以很方便地增加新的产品族。
3. 属于同一个产品族的产品将在一起使用，这一约束必须在系统的设计中体现出来。同一个产品族中的产品可以是没有任何关系的对象，但是它们都具有一些共同的约束，如同一操作系统下的按钮和文本框，按钮与文本框之间没有直接关系，但它们都是属于某一操作系统的，此时具有一个共同的约束条件：操作系统的类型。
4. 产品等级结构稳定，设计完成之后，不会向系统中增加新的产品等级结构或者删除已有的产品等级结构。