工厂模式和抽象工厂模式的实验报告

1. 实验结果：

记录并附上不同模型对象（例如：士兵、机器人、骑士）的展示效果截图。

记录并比较抽象工厂模式与直接实例化的性能测试结果，分析它们在不同数量级对象创建时的开销与效益。

10对象

5000对象

10对象

5000对象

数量少时（10个对象）

数量多时（5000个对象）

直接实例化：
- 优点：在对象数量较少时，性能开销非常小，适合简单的对象创建场景。
- 缺点：随着对象数量的增加，性能开销线性增加，且难以扩展和维护。
抽象工厂模式：
- 优点：提供了良好的扩展性和维护性，适合需要频繁扩展和修改的复杂系统。
- 缺点：在对象数量较少时，性能开销略高于直接实例化；在对象数量较多时，性能开销显著增加，但仍然保持线性增长。

抽象工厂模式引入了多个接口和类，增加了代码的复杂性。

通过良好的代码组织和注释，确保代码的可读性和可维护性。

随着系统的扩展，可能需要频繁修改工厂类和产品类，增加了维护成本。

通过设计良好的接口和抽象类，确保系统的可扩展性，减少对现有代码的修改。

抽象工厂模式适用于以下实际问题：

产品族的创建：
- 问题：需要创建一组相关或依赖的产品族，例如不同风格的游戏对象（现代、科幻、中世纪）。
- 解决方案：使用抽象工厂模式，定义一个抽象工厂接口，每个具体工厂负责创建一个产品族。
系统独立于产品的创建：
- 问题：系统需要独立于产品的具体实现，以便在运行时动态切换产品。
- 解决方案：通过抽象工厂模式，系统可以在运行时选择不同的工厂，从而创建不同的产品。
避免紧耦合：
- 问题：系统中各个模块之间存在紧耦合，难以扩展和维护。
- 解决方案：使用抽象工厂模式，将产品的创建逻辑与使用逻辑分离，降低模块之间的耦合度。

作用范围：工厂模式关注的是创建单个对象，它通过一个具体工厂类来创建一个具体产品类的实例。抽象工厂模式关注的是创建一系列相关的产品对象，它通过一个抽象工厂类来创建一组具有相同主题的产品对象。
对象族：工厂模式创建的对象属于同一产品等级结构中的一员。抽象工厂模式创建的对象属于多个产品等级结构中的一组相关产品。
结构复杂度：工厂模式相对简单，通常只涉及一个抽象产品和一个具体产品。抽象工厂模式相对复杂，涉及多个抽象产品和多个具体产品，需要定义更多的接口和类。
可扩展性：工厂模式在需要添加新的具体产品时，只需扩展具体工厂类和具体产品类。抽象工厂模式在需要添加新的产品族时，需要扩展抽象工厂类和所有相关的具体工厂类和具体产品类。

产品族的创建：当系统需要创建一组相关或相互依赖的产品时，使用抽象工厂模式可以确保产品的一致性和完整性。

需要解耦的系统：当需要将产品的创建与使用分离，减少系统之间的耦合度时，抽象工厂模式是一个理想的选择。

需要支持多个产品变体：在需要支持不同变体的情况下，例如不同地区的怪物、不同类型的用户界面组件等，抽象工厂模式可以有效管理这些变体。

需要扩展产品类型：当系统需要频繁扩展新产品类型时，抽象工厂模式提供了良好的扩展机制，符合开闭原则。

框架设计：在设计框架或库时，抽象工厂模式可以为用户提供灵活的产品创建接口，用户可以根据需要实现具体的工厂类。