设计模式12:抽象工厂模式

  系列总链接:《大话设计模式》学习记录_net 大话设计-CSDN博客

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。

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