C++ 抽象工廠模式 - BBA 造汽車和摩托車?yán)?/h1>

高效程序員

關(guān)注

共 8987字，需瀏覽 18分鐘

 ·

2021-03-31 19:12

抽象工廠模式（Abstract Factory Pattern）是所有形態(tài)的工廠模式中最為抽象和最具一般性的一種形態(tài)。抽象工廠模式是指當(dāng)有多個(gè)抽象角色時(shí)，使用的一種工廠模式。抽象工廠模式可以向客戶端提供一個(gè)接口，使客戶端在不必指定產(chǎn)品的具體的情況下，創(chuàng)建多個(gè)產(chǎn)品族中的產(chǎn)品對(duì)象。

1

模式結(jié)構(gòu)

UML 結(jié)構(gòu)圖：

• Factory（抽象工廠）：聲明一個(gè)用于創(chuàng)建抽象產(chǎn)品的接口

• ConcreteFactory（具體工廠）：用于創(chuàng)建具體的產(chǎn)品

• Product（抽象產(chǎn)品）：聲明一個(gè)產(chǎn)品對(duì)象類型的接口

• ConcreteProduct（具體產(chǎn)品）：由具體工廠創(chuàng)建的具體產(chǎn)品

2

優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

• 封裝了產(chǎn)品的創(chuàng)建，使得不需要知道具體是哪種產(chǎn)品，只需要知道是哪個(gè)工廠即可。

• 可以支持不同類型的產(chǎn)品，使得模式靈活性更強(qiáng)。

• 可以非常方便的使用一族中的不同類型的產(chǎn)品。

缺點(diǎn)：

• 結(jié)構(gòu)過于臃腫，如果產(chǎn)品類型較多或產(chǎn)品族較多，會(huì)非常難于管理。

• 每次如果添加一組產(chǎn)品，那么所有的工廠類都必須添加一個(gè)方法，這樣違背了開放-封閉原則。所以一般適用于產(chǎn)品組合產(chǎn)品族變化不大的情況。

3

適用場(chǎng)景

• 在不必指定產(chǎn)品的具體的情況下，創(chuàng)建多個(gè)產(chǎn)品族中的產(chǎn)品對(duì)象。

4

案例分析

BBA - 既造汽車，又造摩托車

《C++ 工廠方法模式 - BBA 各造各的車》要求產(chǎn)品為同一類型的（汽車），倘若要生產(chǎn)其他產(chǎn)品（例如：摩托車），則需要再創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的工廠。如果這樣的話，后續(xù)工廠會(huì)越來越多，非常難以管理了。

為了解決這個(gè)問題，我們可以擴(kuò)大現(xiàn)有工廠的規(guī)模，增加一條生產(chǎn)線，專門用來生產(chǎn)摩托車，這樣就不用新增工廠了，也便于后續(xù)的管理。

這就是抽象工廠模式，其根本思想就是將產(chǎn)品歸類分組，然后將好幾組產(chǎn)品構(gòu)成一族。每個(gè)工廠負(fù)責(zé)生產(chǎn)一族產(chǎn)品，而工廠中的每個(gè)方法負(fù)責(zé)生產(chǎn)一種類型的產(chǎn)品。

5

代碼實(shí)現(xiàn)

創(chuàng)建抽象產(chǎn)品

汽車和摩托車產(chǎn)品，分別由 ICar 和 IMotorcycle 表示：

// product.h
#ifndef PRODUCT_H
#define PRODUCT_H

#include <string>

using namespace std;

// 汽車接口
class ICar
{
public:
    virtual string Name() = 0;  // 汽車名稱
};

// 摩托車接口
class IMotorcycle
{
public:
    virtual string Name() = 0;  // 摩托車名稱
};

#endif // PRODUCT_H

創(chuàng)建具體產(chǎn)品

模型有了，就可以定義具體的產(chǎn)品了：

// concrete_product.h
#ifndef CONCRETE_PRODUCT_H
#define CONCRETE_PRODUCT_H

#include "product.h"

/********** 汽車 **********/
// 奔馳
class BenzCar : public ICar
{
public:
    string Name() override {
        return "Benz Car";
    }
};

// 寶馬
class BmwCar : public ICar
{
public:
    string Name() override {
        return "Bmw Car";
    }
};

// 奧迪
class AudiCar : public ICar
{
public:
    std::string Name() override {
        return "Audi Car";
    }
};

/********** 摩托車 **********/
// 奔馳
class BenzMotorcycle : public IMotorcycle
{
public:
    string Name() override {
        return "Benz Motorcycle";
    }
};

// 寶馬
class BmwMotorcycle : public IMotorcycle
{
public:
    string Name() override {
        return "Bmw Motorcycle";
    }
};

// 奧迪
class AudiMotorcycle : public IMotorcycle
{
public:
    string Name() override {
        return "Audi Motorcycle";
    }
};

#endif // CONCRETE_PRODUCT_H

創(chuàng)建抽象工廠

產(chǎn)品有了，當(dāng)然要有相應(yīng)的制造商與其相關(guān)聯(lián)。所以呢，要有具體的工廠。但在這之前，需要一個(gè)抽象工廠：

// factory.h
#ifndef FACTORY_H
#define FACTORY_H

#include "product.h"

// 抽象工廠
class IFactory
{
public:
    virtual ICar* CreateCar() = 0;  // 生產(chǎn)汽車
    virtual IMotorcycle* CreateMotorcycle() = 0;  // 生產(chǎn)摩托車
};

#endif // FACTORY_H

創(chuàng)建具體工廠

為每個(gè)制造商創(chuàng)建具體的工廠：

// concrete_factory.h
#ifndef CONCRETE_FACTORY_H
#define CONCRETE_FACTORY_H

#include "factory.h"
#include "concrete_product.h"

// 奔馳工廠
class BenzFactory : public IFactory
{
public:
    ICar* CreateCar() override {
        return new BenzCar();
    }

    IMotorcycle* CreateMotorcycle() override {
        return new BenzMotorcycle();
    }
};

// 寶馬工廠
class BmwFactory : public IFactory
{
public:
    ICar* CreateCar() override {
        return new BmwCar();
    }

    IMotorcycle* CreateMotorcycle() override {
        return new BmwMotorcycle();
    }
};

// 奧迪工廠
class AudiFactory : public IFactory
{
public:
    ICar* CreateCar() override {
        return new AudiCar();
    }

    IMotorcycle* CreateMotorcycle() override {
        return new AudiMotorcycle();
    }
};

#endif // CONCRETE_FACTORY_H

這樣一來，具體的產(chǎn)品就與其制造商關(guān)聯(lián)起來了。

創(chuàng)建客戶端

當(dāng)一切準(zhǔn)備就緒，就可以實(shí)現(xiàn)客戶端了，利用相關(guān)產(chǎn)品的這種層次結(jié)構(gòu)來創(chuàng)建產(chǎn)品。

// main.cpp
#include "concrete_factory.h"
#include "product.h"
#include <iostream>

using namespace std;

#ifndef SAFE_DELETE
#define SAFE_DELETE(p) { if(p){delete(p); (p)=nullptr;} }
#endif

int main()
{
    // 奔馳
    IFactory *pBenzFactory = new BenzFactory();
    ICar *pBenzCar = pBenzFactory->CreateCar();
    IMotorcycle *pBenzMotorcycle = pBenzFactory->CreateMotorcycle();

    // 寶馬
    IFactory *pBmwFactory = new BmwFactory();
    ICar *pBmwCar = pBmwFactory->CreateCar();
    IMotorcycle *pBmwMotorcycle = pBmwFactory->CreateMotorcycle();

    // 奧迪
    IFactory *pAudiFactory = new AudiFactory();
    ICar *pAudiCar = pAudiFactory->CreateCar();
    IMotorcycle *pAudiMotorcycle = pAudiFactory->CreateMotorcycle();

    cout << "Benz factory - Car: " << pBenzCar->Name() << endl;
    cout << "Benz factory - Motorcycle: " << pBenzMotorcycle->Name() << endl;

    cout << "Bmw factory - Car: " << pBmwCar->Name() << endl;
    cout << "Bmw factory - Motorcycle: " << pBmwMotorcycle->Name() << endl;

    cout << "Audi factory - Car: " << pAudiCar->Name() << endl;
    cout << "Audi factory - Motorcycle: " << pAudiMotorcycle->Name() << endl;

    SAFE_DELETE(pBenzCar);
    SAFE_DELETE(pBenzMotorcycle);
    SAFE_DELETE(pBenzFactory);

    SAFE_DELETE(pBmwCar);
    SAFE_DELETE(pBmwMotorcycle);
    SAFE_DELETE(pBmwFactory);

    SAFE_DELETE(pAudiCar);
    SAFE_DELETE(pAudiMotorcycle);
    SAFE_DELETE(pAudiFactory);

    getchar();

    return 0;
}

輸出如下：

Benz factory - Car: Benz Car

Benz factory - Motorcycle: Benz Motorcycle

Bmw factory - Car: Bmw Car

Bmw factory - Motorcycle: Bmw Motorcycle

Audi factory - Car: Audi Car

Audi factory - Motorcycle: Audi Motorcycle

·················· END ··················

關(guān)注后回復(fù)「1024」，獲取海量學(xué)習(xí)資源

瀏覽 25

點(diǎn)贊

評(píng)論

收藏

分享

手機(jī)掃一掃分享

分享

舉報(bào)