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[抽象工厂模式(Abstract Factory Pattern)](#抽象工厂模式(Abstract Factory Pattern))
抽象工厂模式(Abstract Factory Pattern)
抽象工厂模式是一种创建型设计模式,它提供一个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。抽象工厂模式通过定义多个创建方法,每个方法返回一种抽象产品类型的实例,来实现产品族的创建。
实际应用
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当一个系统要独立于它的产品的创建、组合和表示时。
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当一个系统要由多个产品系列中的一个来配置时。
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当需要提供一个产品类库,而只想显示它们的接口而不是实现时。
跨平台GUI工厂
在跨平台应用程序中,不同平台(例如:Windows、Mac、Linux)有不同的GUI组件。
cpp
#include <iostream>
#include <memory>
// 抽象产品:按钮
class Button {
public:
virtual void paint() = 0;
virtual ~Button() = default;
};
// 具体产品:Windows按钮
class WindowsButton : public Button {
public:
void paint() override {
std::cout << "Painting Windows Button" << std::endl;
}
};
// 具体产品:Mac按钮
class MacButton : public Button {
public:
void paint() override {
std::cout << "Painting Mac Button" << std::endl;
}
};
// 抽象产品:文本框
class TextBox {
public:
virtual void draw() = 0;
virtual ~TextBox() = default;
};
// 具体产品:Windows文本框
class WindowsTextBox : public TextBox {
public:
void draw() override {
std::cout << "Drawing Windows TextBox" << std::endl;
}
};
// 具体产品:Mac文本框
class MacTextBox : public TextBox {
public:
void draw() override {
std::cout << "Drawing Mac TextBox" << std::endl;
}
};
// 抽象工厂
class GUIFactory {
public:
virtual std::unique_ptr<Button> createButton() = 0;
virtual std::unique_ptr<TextBox> createTextBox() = 0;
virtual ~GUIFactory() = default;
};
// 具体工厂:Windows GUI工厂
class WindowsFactory : public GUIFactory {
public:
std::unique_ptr<Button> createButton() override {
return std::make_unique<WindowsButton>();
}
std::unique_ptr<TextBox> createTextBox() override {
return std::make_unique<WindowsTextBox>();
}
};
// 具体工厂:Mac GUI工厂
class MacFactory : public GUIFactory {
public:
std::unique_ptr<Button> createButton() override {
return std::make_unique<MacButton>();
}
std::unique_ptr<TextBox> createTextBox() override {
return std::make_unique<MacTextBox>();
}
};
void clientCode(GUIFactory& factory) {
auto button = factory.createButton();
auto textBox = factory.createTextBox();
button->paint();
textBox->draw();
}
int main() {
std::unique_ptr<GUIFactory> factory = std::make_unique<WindowsFactory>();
clientCode(*factory);
factory = std::make_unique<MacFactory>();
clientCode(*factory);
return 0;
}
数据库访问抽象工厂
在企业应用中,不同的数据库(例如:MySQL、PostgreSQL、SQLite)需要由特定的工厂来创建相应的连接和命令对象。
cpp
#include <iostream>
#include <memory>
// 抽象产品:数据库连接
class DBConnection {
public:
virtual void connect() = 0;
virtual ~DBConnection() = default;
};
// 具体产品:MySQL连接
class MySQLConnection : public DBConnection {
public:
void connect() override {
std::cout << "Connecting to MySQL Database" << std::endl;
}
};
// 具体产品:PostgreSQL连接
class PostgreSQLConnection : public DBConnection {
public:
void connect() override {
std::cout << "Connecting to PostgreSQL Database" << std::endl;
}
};
// 抽象产品:数据库命令
class DBCommand {
public:
virtual void execute() = 0;
virtual ~DBCommand() = default;
};
// 具体产品:MySQL命令
class MySQLCommand : public DBCommand {
public:
void execute() override {
std::cout << "Executing MySQL Command" << std::endl;
}
};
// 具体产品:PostgreSQL命令
class PostgreSQLCommand : public DBCommand {
public:
void execute() override {
std::cout << "Executing PostgreSQL Command" << std::endl;
}
};
// 抽象工厂
class DBFactory {
public:
virtual std::unique_ptr<DBConnection> createConnection() = 0;
virtual std::unique_ptr<DBCommand> createCommand() = 0;
virtual ~DBFactory() = default;
};
// 具体工厂:MySQL工厂
class MySQLFactory : public DBFactory {
public:
std::unique_ptr<DBConnection> createConnection() override {
return std::make_unique<MySQLConnection>();
}
std::unique_ptr<DBCommand> createCommand() override {
return std::make_unique<MySQLCommand>();
}
};
// 具体工厂:PostgreSQL工厂
class PostgreSQLFactory : public DBFactory {
public:
std::unique_ptr<DBConnection> createConnection() override {
return std::make_unique<PostgreSQLConnection>();
}
std::unique_ptr<DBCommand> createCommand() override {
return std::make_unique<PostgreSQLCommand>();
}
};
void clientCode(DBFactory& factory) {
auto connection = factory.createConnection();
auto command = factory.createCommand();
connection->connect();
command->execute();
}
int main() {
std::unique_ptr<DBFactory> factory = std::make_unique<MySQLFactory>();
clientCode(*factory);
factory = std::make_unique<PostgreSQLFactory>();
clientCode(*factory);
return 0;
}
跨平台文件系统工厂
在跨平台文件系统应用程序中,不同平台(例如:Windows、Linux、Mac)有不同的文件系统操作。
cpp
#include <iostream>
#include <memory>
// 抽象产品:文件
class File {
public:
virtual void open() = 0;
virtual ~File() = default;
};
// 具体产品:Windows文件
class WindowsFile : public File {
public:
void open() override {
std::cout << "Opening Windows File" << std::endl;
}
};
// 具体产品:Linux文件
class LinuxFile : public File {
public:
void open() override {
std::cout << "Opening Linux File" << std::endl;
}
};
// 抽象产品:目录
class Directory {
public:
virtual void list() = 0;
virtual ~Directory() = default;
};
// 具体产品:Windows目录
class WindowsDirectory : public Directory {
public:
void list() override {
std::cout << "Listing Windows Directory" << std::endl;
}
};
// 具体产品:Linux目录
class LinuxDirectory : public Directory {
public:
void list() override {
std::cout << "Listing Linux Directory" << std::endl;
}
};
// 抽象工厂
class FileSystemFactory {
public:
virtual std::unique_ptr<File> createFile() = 0;
virtual std::unique_ptr<Directory> createDirectory() = 0;
virtual ~FileSystemFactory() = default;
};
// 具体工厂:Windows文件系统工厂
class WindowsFileSystemFactory : public FileSystemFactory {
public:
std::unique_ptr<File> createFile() override {
return std::make_unique<WindowsFile>();
}
std::unique_ptr<Directory> createDirectory() override {
return std::make_unique<WindowsDirectory>();
}
};
// 具体工厂:Linux文件系统工厂
class LinuxFileSystemFactory : public FileSystemFactory {
public:
std::unique_ptr<File> createFile() override {
return std::make_unique<LinuxFile>();
}
std::unique_ptr<Directory> createDirectory() override {
return std::make_unique<LinuxDirectory>();
}
};
void clientCode(FileSystemFactory& factory) {
auto file = factory.createFile();
auto directory = factory.createDirectory();
file->open();
directory->list();
}
int main() {
std::unique_ptr<FileSystemFactory> factory = std::make_unique<WindowsFileSystemFactory>();
clientCode(*factory);
factory = std::make_unique<LinuxFileSystemFactory>();
clientCode(*factory);
return 0;
}
总结
抽象工厂模式提供了一种创建一系列相关或相互依赖对象的接口,而无需指定它们的具体类。这个模式有助于提高系统的可扩展性和灵活性,使得系统能够在不同环境下使用不同的实现。