设计模式12：抽象工厂模式

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参考：

C++设计模式：抽象工厂模式（风格切换案例）_c++ 抽象工厂-CSDN博客

1.概念

       抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）是软件设计模式中的一种创建型模式，它提供了一种创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定它们具体的类。这种模式强调的是家族的概念，即一个工厂可以生产出一整套兼容的产品。

2.结构与实现

结构：

• 抽象工厂 (Abstract Factory)

定义了一个创建一组相关或相互依赖对象的接口，但不负责这些对象的具体类。它声明了一组用于创建不同产品的方法，但并不实现它们。

• 具体工厂 (Concrete Factory)

实现了抽象工厂接口，负责创建具体的产品对象。每个具体工厂对应一个特定的产品族，并能够创建该族中的所有产品。

• 抽象产品 (Abstract Product)

为每类产品定义了一个接口，具体产品的类实现这个接口。不同的产品族可能有不同的抽象产品接口。

• 具体产品 (Concrete Product)

由具体工厂创建的对象，实现了抽象产品接口。每个具体产品属于一个特定的产品族，并且与同一族中的其他产品兼容。

• 客户端代码 (Client Code)

客户端代码使用抽象工厂和抽象产品接口来操作对象，而不直接引用具体工厂或具体产品的类。这使得客户端代码可以独立于具体的产品实现。

通过上述结构，抽象工厂模式提供了一种方式来创建一系列相关的对象，而无需指定它们的具体类。这种方式不仅提高了代码的灵活性和可维护性，还使得添加新的产品族变得更为简单，因为只需要增加一个新的具体工厂和相应的产品实现即可。

实现：

#ifndef ABSTRACTFACTORY_H
#define ABSTRACTFACTORY_H//抽象产品类
class IProductPhone
{
public:IProductPhone() {}virtual void showPhoneType(){}
};//具体产品类
class Piphone : public IProductPhone
{
public:Piphone() {}void showPhoneType(){qDebug() << "i am iphone";}
};class PXiaomi : public IProductPhone
{
public:PXiaomi() {}void showPhoneType(){qDebug() << "i am xiaomi";}
};//抽象工厂类
class IFactory
{
public:IFactory() {}virtual IProductPhone* createPhone(){}
};//具体工厂类
class IphoneFactory : public IFactory
{
public:IphoneFactory(){}IProductPhone* createPhone(){qDebug() << "create a iphone"; return new Piphone;}
};class XiaomiFactory : public IFactory
{
public:XiaomiFactory(){}IProductPhone* createPhone(){qDebug() << "create a xiaomi"; return new PXiaomi;}
};#endif // ABSTRACTFACTORY_H

使用：

#include <QCoreApplication>
#include <QDebug>#include "abstractFactory.h"int main(int argc, char *argv[])
{IFactory* ifact=nullptr;IProductPhone* iprod = nullptr;QString currentFact = "xiaomi";if("xiaomi" == currentFact){ifact = new XiaomiFactory;}else if("iphone" == currentFact){ifact = new IphoneFactory;}iprod = ifact->createPhone();iprod->showPhoneType();return 0;
}

3.应用

• 数据库访问层（DAL）

当应用程序需要支持多种数据库后端时，可以为每种数据库类型定义一个工厂，用于创建相应的数据访问对象（DAO）。这样可以轻松切换数据库而无需修改业务逻辑代码。如：

• MySQLFactory 创建适用于 MySQL 数据库的数据访问对象。
• OracleFactory 创建适用于 Oracle 数据库的数据访问对象。

4.优缺点及适用环境

优点：

• 将客户端代码与具体的产品实现解耦：

客户端只需要依赖于抽象接口，而不需要知道具体的类。这提高了代码的灵活性和可维护性。

• 易于添加新的产品族：

只需创建一个新的具体工厂和相关的产品实现，即可扩展系统支持新的产品族，符合“开闭原则”。

• 确保同一产品族的产品一起使用：

确保从同一个工厂创建的产品是兼容的，避免了不同产品族之间的不一致问题。

• 简化了复杂的对象创建逻辑：

将对象创建逻辑集中到工厂中，使得客户端代码更加简洁，减少了重复代码。

缺点：

• 增加了系统的复杂度：

引入了额外的接口和类，可能会使系统更难理解，特别是对于小型项目或简单需求来说。

• 难以添加新产品：

如果需要添加一个新的产品类型（而不是新的产品族），则必须修改所有工厂类，违反了“开闭原则”。

• 可能导致过度设计：

在一些场景下，可能没有必要引入这么复杂的模式，导致设计过于复杂，增加不必要的开发和维护成本。

适用环境：

• 当系统需要独立于其产品的创建、组合和表示时：

特别是当你希望提供一个框架或库，但不想暴露内部的具体实现细节。

• 当一个系统要由多个产品系列中的一个来配置时：

比如多平台UI库、多数据库后端的支持等，每个系列有自己的一组相关联的对象。

• 当系统需要支持插件或模块化扩展时：

插件可以提供自己的工厂实现，以创建特定功能和服务，而不影响核心系统。

• 当需要频繁切换不同产品族时：

例如，在运行时根据用户选择或其他条件动态地改变产品族。

      总结来说，抽象工厂模式非常适合那些需要处理多个产品系列的应用程序，并且这些系列中的对象需要保持一致性。它有助于提高代码的灵活性和可维护性，但也可能带来额外的复杂性和设计上的挑战。在决定是否采用此模式时，应权衡项目的实际需求和复杂度。