抽象工厂模式

现实世界的例子

以我们之前在简单工厂模式中提到的门为例简单工厂模式-CSDN博客。根据你的需求，你可能会从木门店获得一扇木门，从铁匠铺获得一扇铁门，或从相应的店铺获得一扇PVC门。此外，你可能需要具有不同专业技能的人来安装门，例如木匠安装木门，焊工安装铁门等。由此可见，门之间现在有了依赖关系，木门需要木匠，铁门需要焊工等。

通俗解释

一个工厂的工厂；一个将单个但相关/依赖的工厂组合在一起而不指定其具体类的工厂。

维基百科的解释

抽象工厂模式提供了一种封装一组具有共同主题的个体工厂的方法，而不指定它们的具体类。

程序示例

将上述门的例子进行编程实现。首先，我们有一个Door接口和一些实现类：

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <memory>

class Door {
public:
    virtual void getDescription() const = 0;
    virtual ~Door() = default;
};

class WoodenDoor : public Door {
public:
    void getDescription() const override {
        std::cout << "I am a wooden door" << std::endl;
    }
};

class IronDoor : public Door {
public:
    void getDescription() const override {
        std::cout << "I am an iron door" << std::endl;
    }
};

然后我们有一些针对不同门类型的安装专家：

cpp 复制代码

class DoorFittingExpert {
public:
    virtual void getDescription() const = 0;
    virtual ~DoorFittingExpert() = default;
};

class Welder : public DoorFittingExpert {
public:
    void getDescription() const override {
        std::cout << "I can only fit iron doors" << std::endl;
    }
};

class Carpenter : public DoorFittingExpert {
public:
    void getDescription() const override {
        std::cout << "I can only fit wooden doors" << std::endl;
    }
};

现在我们有一个抽象工厂，它允许我们创建一组相关对象，即木门工厂会创建一扇木门和一位木门安装专家，铁门工厂会创建一扇铁门和一位铁门安装专家：

cpp 复制代码

class DoorFactory {
public:
    virtual std::shared_ptr<Door> makeDoor() const = 0;
    virtual std::shared_ptr<DoorFittingExpert> makeFittingExpert() const = 0;
    virtual ~DoorFactory() = default;
};

class WoodenDoorFactory : public DoorFactory {
public:
    std::shared_ptr<Door> makeDoor() const override {
        return std::make_shared<WoodenDoor>();
    }
    std::shared_ptr<DoorFittingExpert> makeFittingExpert() const override {
        return std::make_shared<Carpenter>();
    }
};

class IronDoorFactory : public DoorFactory {
public:
    std::shared_ptr<Door> makeDoor() const override {
        return std::make_shared<IronDoor>();
    }
    std::shared_ptr<DoorFittingExpert> makeFittingExpert() const override {
        return std::make_shared<Welder>();
    }
};

可以这样使用：

cpp 复制代码

int main() {
    std::shared_ptr<DoorFactory> woodenFactory = std::make_shared<WoodenDoorFactory>();

    std::shared_ptr<Door> door = woodenFactory->makeDoor();
    std::shared_ptr<DoorFittingExpert> expert = woodenFactory->makeFittingExpert();

    door->getDescription();  // 输出: I am a wooden door
    expert->getDescription(); // 输出: I can only fit wooden doors

    std::shared_ptr<DoorFactory> ironFactory = std::make_shared<IronDoorFactory>();

    door = ironFactory->makeDoor();
    expert = ironFactory->makeFittingExpert();

    door->getDescription();  // 输出: I am an iron door
    expert->getDescription(); // 输出: I can only fit iron doors

    return 0;
}

如你所见，木门工厂封装了木匠和木门，铁门工厂封装了铁门和焊工。因此，它确保了我们为每扇门创建的配套专家都是正确的。

类图

类关系

Door 接口和实现类

Door: 定义了一个抽象方法 getDescription(), 这是所有门类都必须实现的方法。

WoodenDoor: 实现了 Door 接口的 getDescription() 方法，描述它是一个木门。

IronDoor: 实现了 Door 接口的 getDescription() 方法，描述它是一个铁门。

WoodenDoor 和 IronDoor 都实现了 Door 接口，这意味着它们必须提供 getDescription() 方法的具体实现。

DoorFittingExpert 接口和实现类

DoorFittingExpert: 定义了一个抽象方法 getDescription(), 这是所有门安装专家类都必须实现的方法。

Welder: 实现了 DoorFittingExpert 接口的 getDescription() 方法，描述它是一个只能安装铁门的焊工。

Carpenter: 实现了 DoorFittingExpert 接口的 getDescription() 方法，描述它是一个只能安装木门的木匠。

Welder 和 Carpenter 都实现了 DoorFittingExpert 接口，这意味着它们必须提供 getDescription() 方法的具体实现。

DoorFactory 接口和实现类

DoorFactory: 定义了两个抽象方法 makeDoor() 和 makeFittingExpert(), 这是所有门工厂类都必须实现的方法。

WoodenDoorFactory: 实现了 DoorFactory 接口的 makeDoor() 方法，返回一个 WoodenDoor 实例；实现 makeFittingExpert() 方法，返回一个 Carpenter 实例。

IronDoorFactory: 实现了 DoorFactory 接口的 makeDoor() 方法，返回一个 IronDoor 实例；实现 makeFittingExpert() 方法，返回一个 Welder 实例。

WoodenDoorFactory 和 IronDoorFactory 都实现了 DoorFactory 接口，这意味着它们必须实现 makeDoor() 和 makeFittingExpert() 方法。每个工厂类负责创建一组相关的对象（门和安装专家）。

何时使用？

当存在具有不那么简单的创建逻辑的相互依赖关系时，可以使用抽象工厂模式。