设计模式之抽象工厂模式(C++)

作者：翟天保Steven
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一、抽象工厂模式是什么？

       抽象工厂模式是一种创建型的软件设计模式，该模式相当于升级版的工厂模式。

       如果说工厂模式对应一个产品系列，那抽象工厂就对应了多个产品系列。比如工厂模式中有鞋子、衣服和裤子可以生产，那抽象工厂模式就会衍生出耐克工厂和阿迪工厂，这两个工厂分别生产各自品牌的鞋子、衣服和裤子，客户只需要选择具体工厂和想要的产品即可。如果想要替换产品系列，也只需要将具体工厂切换为别的品牌就行了。

       抽象工厂模式的优点：

1. 具体类分离。具体产品类在具体工厂的实现中进行了分离和归类。
2. 易于更换产品族。当客户想要改变整个产品族时，只需要切换具体工厂即可。
3. 利于产品一致性。当产品族的各个产品需要在一起执行时，抽象工厂可以确保客户只操作同系列产品，而不会进行跨品牌的组合。

      抽象工厂模式的缺点：

1. 不利于添加新种类产品。每加一个新的种类，如多一个项链类型的产品，那每一个具体工厂都要进行代码的扩展，且破坏了原先规定的结构，违反了开闭原则。

二、抽象工厂模式

2.1 结构图

       客户端即Main主函数，选择具体工厂(族)，通过该工厂产生该系列下的具体产品(苹果和香蕉)，切换具体工厂，产生新系列的具体产品。

2.2 代码示例

       场景描述：我联系了一家中国工厂，品尝该厂的苹果和香蕉，吃完后又找到一家美国工厂，品尝他家的苹果和香蕉，对比下口感。

//Prodect.h
/****************************************************/
#pragma once
#include <iostream>using namespace std;// 抽象产品类
class Prodect
{
public:// 构造函数Prodect(int price) :m_price(price) {};// 析构函数virtual ~Prodect() {};// 获取价格int getPrice() {return m_price;}
protected:// 产品价格int m_price;
};// 抽象产品细分-苹果
class AppleProdect : public Prodect
{
public:// 构造函数AppleProdect(int price, string color) :Prodect(price), m_color(color) {};// 析构函数virtual ~AppleProdect() {};// 获取颜色string getColor() {return m_color;}
protected:// 颜色string m_color;
};// 抽象产品细分-香蕉
class BananaProdect : public Prodect
{
public:// 构造函数BananaProdect(int price) :Prodect(price) {};// 析构函数virtual ~BananaProdect() {};
};// 具体产品-中国苹果
class ChineseAppleProdect : public AppleProdect
{
public:// 构造函数ChineseAppleProdect(int price, string color) :AppleProdect(price, color) {cout << "获得了一个中国苹果。" << endl;};// 析构函数virtual ~ChineseAppleProdect() {cout << "吃掉了一个中国苹果。" << endl;};
};// 具体产品-美国苹果
class AmericanAppleProdect : public AppleProdect
{
public:// 构造函数AmericanAppleProdect(int price, string color) :AppleProdect(price, color) {cout << "获得了一个美国苹果。" << endl;};// 析构函数virtual ~AmericanAppleProdect() {cout << "吃掉了一个美国苹果。" << endl;};
};// 具体产品-中国香蕉
class ChineseBananaProdect : public BananaProdect
{
public:// 构造函数ChineseBananaProdect(int price) :BananaProdect(price) {cout << "获得了一个中国香蕉。" << endl;};// 析构函数virtual ~ChineseBananaProdect() {cout << "吃掉了一个中国香蕉。" << endl;};
};// 具体产品-美国香蕉
class AmericanBananaProdect : public BananaProdect
{
public:// 构造函数AmericanBananaProdect(int price) :BananaProdect(price) {cout << "获得了一个美国香蕉。" << endl;};// 析构函数virtual ~AmericanBananaProdect() {cout << "吃掉了一个美国香蕉。" << endl;};
};

//Factory.h
/****************************************************/
#pragma once
#include <iostream>
#include "Prodect.h"using namespace std;// 抽象工厂类
class Factory
{
public:// 获取苹果virtual Prodect* getApple() = 0;// 获取香蕉virtual Prodect* getBanana() = 0;
};// 具体工厂类-中国工厂
class ChineseFactory : public Factory
{
public:// 获取苹果virtual Prodect* getApple() {Prodect* prodect = new ChineseAppleProdect(5, "红");return prodect;}// 获取香蕉virtual Prodect* getBanana() {Prodect* prodect = new ChineseBananaProdect(3);return prodect;}
};// 具体工厂类-美国工厂
class AmericanFactory : public Factory
{
public:// 获取产品virtual Prodect* getApple() {Prodect* prodect = new AmericanAppleProdect(4, "黑");return prodect;}// 获取香蕉virtual Prodect* getBanana() {Prodect* prodect = new AmericanBananaProdect(2);return prodect;}
};

//main.cpp
/****************************************************/
#include <iostream>
#include <string>
#include "Factory.h"
#include "Prodect.h"using namespace std;int main()
{cout << "找到中国工厂。" << endl;Factory* factoryA = new ChineseFactory();Prodect *A = factoryA->getApple();Prodect *B = factoryA->getBanana();int applePrice = A->getPrice();int bananaPrice = B->getPrice();int sum = A->getPrice() + B->getPrice();cout << "苹果价格：" << applePrice << "元。" << endl;cout << "香蕉价格：" << bananaPrice << "元。" << endl;cout << "累计消费：" << sum << "元。" << endl;cout << "中国苹果" << dynamic_cast<AppleProdect*>(A)->getColor() << "色" << endl;delete A;delete B;delete factoryA;cout << "享用完毕。" << endl << endl;cout << "找到美国工厂。" << endl;Factory* factoryB = new AmericanFactory();Prodect *C = factoryB->getApple();Prodect *D = factoryB->getBanana();applePrice = C->getPrice();bananaPrice = D->getPrice();sum = C->getPrice() + D->getPrice();cout << "苹果价格：" << applePrice << "元。" << endl;cout << "香蕉价格：" << bananaPrice << "元。" << endl;cout << "累计消费：" << sum << "元。" << endl;cout << "美国苹果" << dynamic_cast<AppleProdect*>(C)->getColor() << "色" << endl;delete C;delete D;delete factoryB;cout << "享用完毕。不如China。" << endl;return 0;
}

       程序结果如下。

        在上述示例中，我们可以看到，这两个工厂都有同样的系列产品(苹果和香蕉)，我想体验新的系列产品，只需要更换具体工厂即可。

三、总结

       我尽可能用较通俗的话语和直观的代码例程，来表述我对抽象工厂模式的理解，或许有考虑不周到的地方，如果你有不同看法欢迎评论区交流！希望我举的例子能帮助你更好地理解抽象工厂模式。

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