设计模式-1.抽象工厂(Abstract Factory) C++实现

1.设计模式名称：抽象工厂（Abstract Factory）

概念

抽象工厂模式是一种创建型设计模式，它提供了一个接口，用于创建一系列相关或相互依赖的对象，而无需指定它们具体的类。该模式允许客户端使用具体工厂的实例来创建其需要的产品对象，同时使客户端不依赖于具体产品的实现。

意图

• 抽象化生产一系列相关或相互依赖的对象。
• 封装多个具体工厂类的公共接口。
• 支持配置应用程序的产品系列，而无需复杂的条件语句。

适用性

• 当一个系统需要独立于其产品的创建、组合和表示时。
• 当系统要被配置为一系列多个家族中的一个时。
• 当一组产品对象设计为一起使用，同时需要强调这种关系以便进行约束和简化管理时。

结构

抽象工厂模式通常涉及以下几个角色：

1. AbstractFactory：提供一个接口，用于创建一系列相关或依赖对象。
2. ConcreteFactory：实现 AbstractFactory 接口的类，每个类都能生成一系列具体产品。
3. AbstractProduct：为一类产品对象声明一个接口。
4. ConcreteProduct：实现 AbstractProduct 接口的具体类。eg:ProductA、ProductB
5. Client：使用抽象工厂和产品接口来生成一系列产品。

实现代码示例

这里是一个简单的 C++ 实现，假设有两种产品族：Widget 和 Button。每个产品族中有两种风格：Windows 和 Mac。

#include <iostream>

// Abstract Products
class Widget {
public:
    virtual void draw() = 0;

    virtual ~Widget() {}
};

class Button : public Widget {
public:
    void draw() override {
        std::cout << "Drawing Button" << std::endl;
    }
};

// Abstract Factory
class GUIFactory {
public:
    virtual Widget *createButton() = 0;

    virtual ~GUIFactory() {}
};

// Concrete Product
class WindowsButton : public Button {
public:
    void draw() override {
        std::cout << "Drawing Windows Button" << std::endl;
    }
};

class MacButton : public Button {
public:
    void draw() override {
        std::cout << "Drawing Mac Button" << std::endl;
    }
};

// Concrete Factories
class WindowsFactory : public GUIFactory {
public:
    Widget *createButton() override {
        return new WindowsButton();
    }
};

class MacFactory : public GUIFactory {
public:
    Widget *createButton() override {
        return new MacButton();
    }
};

// Client code
void drawGUI(GUIFactory *factory) {
    Widget *widget = factory->createButton();
    widget->draw();
    delete widget;
}

int main() {
    GUIFactory *winFactory = new WindowsFactory();
    GUIFactory *macFactory = new MacFactory();

    drawGUI(winFactory);
    drawGUI(macFactory);

    delete winFactory;
    delete macFactory;

    return 0;
}

输出

Drawing Windows Button
Drawing Mac Button

在这个例子中，GUIFactory 是抽象工厂，它有多个具体工厂（WindowsFactory 和 MacFactory），分别生产各自风格的 Button。客户端代码通过抽象工厂接口与具体产品交互，无需关心具体产品的类。这样做的好处是客户端代码可以面对产品家族的变化保持不变，增强系统的可配置性和扩展性。