设计模式 C++抽象工厂模式

Posted 2021-06-07 WhiteShirtI

抽象工厂模式

抽象工厂模式是工厂方法模式的泛化版，工厂方法模式是一种特殊的抽象工厂模式。在工厂方法模式中，每一个具体工厂只能生成一种具体产品，而在抽象工厂方法模式中，每一个具体工厂可以生成多个具体产品。在实际的软件开发中，抽象工厂模式使用频率较高

我们先来搞懂产品族和产品等级结构

产品族就相等于一个工厂所产生的产品；产品等级结构则是不同的产品；例如华为的手机，路由器，电脑就是一个产品族；而手机，路由器，电脑就形成三个产品等级结构，各有各的产品等级结构

抽象工厂模式包含4个角色

AbstractFactory(抽象工厂)：抽象工厂用于声明生成抽象产品的函数，在一个抽象工厂中可以定义一组函数，每一个函数对应一个产品等级结构
ConcreateFactory(具体工厂)：具体工厂重写抽象工厂声明的生成抽象产品的函数，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)：在抽象产品中定义产品的抽象业务函数
ConcreateProduct(具体产品)：具体产品定义具体工厂生成的具体产品对象，重写抽象产品接口中定义的业务函数

抽象工厂模式结构图

我们用华为和苹果来举例并写出代码
1、抽象产品

//抽象产生--手机
class Phone
{
public:
	//抽象业务函数--听音乐
	virtual void listenMusic() = 0;
};
//抽象产品--电脑
class Computer
{
public:
	//抽象业务函数--打游戏
	virtual void playGame() = 0;
};

2、抽象工厂

//抽象工厂
class Factory
{
public:
	//生产抽象产品--生产手机
	virtual Phone* createPhone() = 0;
	//生产抽象产品--生产电脑
	virtual Computer* createComputer() = 0;
};

3、具体产品

//具体产品--华为手机
class HuaweiPhone : public Phone
{
public:
	//重写抽象产品中的业务函数
	virtual void listenMusic()
	{
		cout << "拿着华为手机听音乐" << endl;
	}
};
//具体产品--华为电脑
class HuaweiComputer : public Computer
{	
public:
	//重写抽象产品中的业务函数
	virtual void playGame()
	{
		cout << "拿着华为电脑打游戏" << endl;
	}
};
//具体产品--苹果手机
class ApplePhone : public Phone
{
public:
	//重写抽象产品中的业务函数
	virtual void listenMusic()
	{
		cout << "拿着苹果手机听音乐" << endl;
	}
};
//具体产品--苹果电脑
class AppleComputer : public Computer
{
public:
	//重写抽象产品中的业务函数
	virtual void playGame()
	{
		cout << "拿着华为电脑打游戏" << endl;
	}
};

4、具体工厂

//具体工厂--华为工厂
class HuaweiFactory : public Factory
{
public:
	//重写抽象工厂中的生产手机
	virtual Phone* createPhone()
	{
		return new HuaweiPhone();
	}
	//重写抽象工厂中的生产电脑
	virtual Computer* createComputer()
	{
		return new HuaweiComputer();
	}
};
//具体工厂--苹果工厂
class AppleFactory : public Factory
{
public:
	//重写抽象工厂中的生产手机
	virtual Phone* createPhone()
	{
		return new ApplePhone();
	}
	//重写抽象工厂中的生产电脑
	virtual Computer* createComputer()
	{
		return new AppleComputer();
	}
};

测试代码

int main()
{
	//创建华为工厂
	Factory* huaweiFactory = new HuaweiFactory();
	//华为工厂生产手机
	Phone* huaweiPhone = huaweiFactory->createPhone();
	//华为的手机听音乐
	huaweiPhone->listenMusic();
	//华为工厂生产电脑
	Computer* huaweiComputer = huaweiFactory->createComputer();
	//华为的电脑打游戏
	huaweiComputer->playGame();

	//创建苹果工厂
	Factory* appleFactory = new AppleFactory();
	//苹果工厂生产手机
	Phone* applePhone = appleFactory->createPhone();
	//苹果的手机听音乐
	applePhone->listenMusic();
	//苹果工厂生产电脑
	Computer* appleComputer = appleFactory->createComputer();
	//苹果的电脑打游戏
	appleComputer->playGame();
	return 0;
}

运行结果：

总结：
抽象工厂模式的优点：
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。所有的具体工厂都重写了抽象工厂中定义的函数，因此只需要改变具体工厂的实例，就可以在这种某种程度上改变整个软件系统的行为。另外应用抽象工厂模式可以实现高内聚，低耦合的设计目的，因此抽象工厂模式得到了广泛的应用
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、增加新的具体工厂和产品族很方便，无须修改已有系统，符合“开闭原则”

抽象工厂模式的缺点：
在添加新的产品对象时，难以扩展抽象工厂来产生新种类的产品，这是因为在抽象工厂角色中规定了所有可能被创建的产品集合，要支持新种类的产品就意味着要对该抽象类进行扩展，而这将涉及对抽象工厂角色及其所有子类的修改，显然会带来较大的不便