Abstract Factory - 抽象工厂模式

定义

​提供一个创建一系列相关或者相互依赖对象的接口，而无需指定它们具体的类。

目的

​抽象工厂模式针对的是多个抽象产品等级结构，而每一个抽象产品有多余一个的具体子类。比如要设计一款图形设计软件，要求它可以在不同的平台上运行，由于不同的平台界面风格有所不同，这时候就需要提供一个抽象的工厂类WidgetFactory，它提供了创建各种控件所需要的方法。对于不同的平台，需要创建不同的子类，比如WindowsWidgetFactory，MacWidgetFactory。当需要创建控件的时候，每一个控件也是一个抽象工厂体系。

实现

IButton.h

class IButton {
protected:
    virtual void paintEvent() = 0;
};

WindowsButton.h

#include "IButton.h"
class WindowsButton : public IButton {
protected:
    void paintEvent() { ... }
};

MacButton.h

#include "IButton.h"
class MacButton : public IButton {
protected:
    void paintEvent() { ... }
};

IMenu.h

class IMenu {
protected:
    virutal void paintEvent() = 0;
};

WindowsMenu.h

#include "IMenu.h"
class WindowsMenu : public IMenu {
protected:
    void paintEvent() { ... }
};

MacMenu.h

#include "IMenu.h"
class MacMenu : public IMenu {
protected:
    void paintEvent() { ... }
};

WidgetFactory.h

class IButton;
class IMenu;
class WidgetFactory {
public:
    virtual IButton* createButton() = 0;
    virtual IMenu* createMenu() = 0;
};

WindowsWidgetFactory.h

#include "WindowsButton.h"
#include "WindowsMenu.h"
#include "WidgetFactory.h"
class WindowsWidgetFactory : public WidgetFactory {
public:
    virtual IButton* createButton() { return new WindowsButton(); };
    virtual IMenu* createMenu() { return new WindowsMenu(); };
};

MacWidgetFactory.h

#include "MacButton.h"
#include "MacMenu.h"
#include "WidgetFactory.h"
class MacWidgetFactory : public WidgetFactory {
public:
    virtual IButton* createButton() { return new MacButton(); };
    virtual IMenu* createMenu() { return new MacMenu(); };
};

main.cpp

#include "WindowsWidgetFactory.h"
#include "MacWidgetFactory.h"
int main()
{
    Application app;
    WidgetFactory* factory = NULL;
#ifdef OS_MAC
    factory = new MacWidgetFactory();
#else
    factory = new WindowWidgetFactory();
#endif
    factory->createMenu();
    factory->createButton();
    return app.exec();
}

适用性

• 一个系统要独立于它的产品的创建、组合和表示时。
• 一个系统要由多个产品系类中的一个来配置时。
• 当提供了一系列相关的产品对象，进行联合使用时。
• 当提供了一个产品类库，只是想提供接口而不是实现时。

优缺点

1. ​分离了具体的类 ： 一个工厂封装了创建产品的责任和过程，客户通过它的抽象接口操作实例。
2. 易于交换产品系类 ： 一个具体的工厂类在一个应用中只出现一次，即初始化的时候，这使得改变一个应用的具体工厂变得容易。
   
3. 有利于产品的一致性 ： 当一些列的产品设计成在一起工作时，一个应用一次只能创建一个系列的产品。
4. 难以支持新的产品 ： 当要扩充新产品的时候，扩充接口，会使得抽象工厂类和它的所有子类都要修改。

相关模式

工厂方法模式：一个抽象工厂类派生多个具体工厂类，一个抽象产品类派生多个具体产品类。每个具体工厂只能创建一个具体产品类实例。比如只能有个控件产品类Menu，子类WindowMenu和MacMenu，WindowsWidgetFactory只能创建WindowMenu，MacWidgetFactory只能创建MacMenu。

抽象工厂模式：一个抽象工厂类派生多个具体工厂类。多个抽象产品类派生多个具体产品类。每个具体工厂能创建多个具体产品类实例。可以同时拥有多个控件产品类，WindowsWidgetFactory可以创建WindowMenu和WindowButton，MacWidgetFactory可以创建MacMenu和MacButton。