设计模式-抽象工厂

本文解释了抽象工厂模式的概念,通过富士康代工产品的案例深入浅出地阐述了其工作原理。并列举了几个实际应用场景,如PC与MAC、水果与蔬菜等,展示了模式在不同产品等级结构中的灵活运用。

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抽象工厂模式定义:为创建一组相关或相互依赖的对象提供一个接口,而且无需指定他们的具体类

抽象工厂模式针对的是多个产品等级结构:它用于解决以下场景:
    富士康公司给两个品牌作代工产品:苹果和三星。众所周知,这两个品牌都有手机和平板产品,由于生产工艺的不同,富士康开设了两条生产线,一条线只生产手机,另一条线只生产平板,总负责人是车间主任老王。一个卖苹果设备的采购商找到老王,说先给我来1台苹果的iPad, 老王转身到生产平板的生产线上的操作台,往电脑里输入“苹果牌”三个字,很快1台iPad生产出来了。采购商又说,再给我来1台苹果的iPhone吧,老王又转身到手机的生产线,在电脑里输入“苹果牌”,很快一台iPhone又造好了。
  看出来了吗?这里有两种抽象的产品(苹果产品和三星产品),而每种抽象的产品都有两种产品角色(手机和平板电脑),这样就要建立两种工厂(手机工厂和平板工厂)分别负责不同产品角色的实例化。 老王就是工厂的总接口,他负责帮你找到正确的生产工厂,并且拿到你想要的那一种类型的产品。
有多少个产品等级结构,就会在工厂角色中发现多少个工厂方法。每一个产品等级结构中有多少个具体的产品,就有多少个产品族,也就会在工厂等级结构中发现多少个具体工厂

总结一下可以应用到抽象工厂模式的实际例子:
1. 两种产品:PC和MAC,两种产品等级:RAM,CPU
2. 两种产品:水果和蔬菜,两种产品等级:南方特产,北方特产
3. 两种产品:男人和女人,三种产品等级:黄种人,黑人,白人

include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

class Apple
{
public:
	virtual void AppleStyle() = 0;
};

class Sumsung
{
public:
	virtual void SumsungStyle() = 0;
};

class iphone: public Apple
{
public:
	void AppleStyle()
	{
		cout<<"iphone"<<endl;
	}
};

class ipad: public Apple
{
public:
	void AppleStyle()
	{
		cout<<"ipad"<<endl;
	}
};

class Note: public Sumsung
{
public:
	void SumsungStyle()
	{
		cout<<"Note"<<endl;
	}
};

class Tabs: public Sumsung
{
public:
	void SumsungStyle()
	{
		cout<<"Note"<<endl;
	}
};

class Factory
{
public:
	virtual Apple* CreateAppleProduct() = 0;
	virtual Sumsung* CreateSumProduct() = 0;
};
/// <summary>
///		手机工厂
/// </summary>
class PhoneFactory:public Factory
{
public:
	Apple* CreateAppleProduct()
	{
		return new iphone;
	}
	Sumsung* CreateSumProduct()
	{
		return new Note;
	}
};
/// <summary>
///		平板工厂
/// </summary>
class PadFactory:public Factory
{
public:
	Apple* CreateAppleProduct()
	{
		return new ipad;
	}
	Sumsung* CreateSumProduct()
	{
		return new Tabs;
	}
};

void main()
{
	Factory *f = new PhoneFactory;
	Apple *apple = f->CreateAppleProduct();
	apple->AppleStyle();
}
抽象工厂模式最大的缺点就是对产品族的扩展非常困难
### 抽象工厂模式概述 抽象工厂模式是一种创建型设计模式,其核心在于提供了一种方式来创建一系列相关或相互依赖的对象,而不必指定它们的具体类[^2]。通过这种方式,客户端能够使用统一的接口来获取所需的产品实例,从而降低了系统组件之间的耦合度。 #### 模式的结构与工原理 该模式主要由四个部分组成: - **抽象工厂(Abstract Factory)**:定义了一个用于创建一族具体产品对象的方法集合。 - **具体工厂(Concrete Factory)**:实现了抽象工厂所声明的操,负责生产特定种类的产品系列。 - **抽象产品(Abstract Product)**:为每一种可能被生产的物品设定了通用接口。 - **具体产品(Concrete Product)**:实际要创建出来的实体类,继承自相应的抽象产品并实现其功能。 当客户请求某个类型的对象时,会调用相应工厂里的方法得到想要的结果;由于整个过程中只涉及到高层模块对于低层模块的引用(即仅知道如何操抽象级别的成员),因此即使内部逻辑发生变化也不会影响到外部使用者。 #### 应用场景分析 此模式非常适合应用于以下情况: - 当应用程序存在多个可互换的产品线,并希望保持独立性以便于扩展新特性时不破坏现有代码; - 需要在运行期间动态决定应该采用哪一套设计方案来进行构建; - 要求确保同一版本下的各个组成部分始终一致地协同运。 例如,在图形库中可以根据不同的渲染引擎选择合适的形状绘制器(如OpenGL vs DirectX)。再比如操系统风格切换工具里根据不同主题调整窗口控件外观等都是很好的例子。 #### Java实现案例展示 下面给出一段简单的Java代码片段用来说明上述概念的应用: ```java // 定义两个层次的产品接口 public interface GUIFactory { Button createButton(); } public interface Button { void paint(); } ``` 接着分别针对Windows和MacOS平台定制化各自的GUI元素: ```java // Windows风格按钮 class WinButton implements Button { public void paint() { System.out.println("Render a button in the Windows style."); } } // MacOS风格按钮 class MacButton implements Button { public void paint() { System.out.println("Render a button in the macOS style."); } } ``` 最后建立对应的工厂类完成最终组装: ```java // 创建适用于Windows系统的UI部件制造者 class WinFactory implements GUIFactory { @Override public Button createButton() { return new WinButton(); } } // 创建适用于macOS系统的UI部件制造者 class MacFactory implements GUIFactory { @Override public Button createButton() { return new MacButton(); } } ``` 这样就可以很容易地根据当前环境配置选取适当的主题样式了。
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