23种设计模式 - 抽象工厂模式（Abstract Factory）

抽象工厂模式（Abstract Factory）------ 整套买，不散卖

大白话解释

你去宜家买家具，有两种风格：

北欧风套装
现代风套装

每一套都包含：

沙发（Sofa）
茶几（CoffeeTable）

👉 你只需要选风格，工厂自动给你整套家具，绝不混搭

抽象工厂模式：提供一个接口，用来创建一系列相关或相互依赖的对象，而不需要指定具体类。简单说就是------工厂的工厂，生产的是"一家子"产品。

常见场景：

跨平台 UI（Windows 主题 vs Mac 主题，按钮/滚动条/文本框风格要统一）
数据库访问层（MySQL 套件 vs PostgreSQL 套件）
游戏皮肤系统（沙漠主题 vs 雪地主题，所有元素风格统一）

和工厂方法的区别

工厂方法	抽象工厂
生产一种产品	生产一族产品（多种）
一个工厂方法	多个工厂方法
"给我造个日志器"	"给我造一整套 UI 组件"

C++ 代码示例

场景：跨平台 UI 组件库，支持 Windows 风格和 Mac 风格。

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <memory>
#include <string>

// ================================
// 抽象产品族：按钮、复选框
// ================================
class Button {
public:
    virtual ~Button() = default;
    virtual void render() = 0;
    virtual void onClick() = 0;
};

class Checkbox {
public:
    virtual ~Checkbox() = default;
    virtual void render() = 0;
    virtual void toggle() = 0;
};

// ================================
// Windows 风格产品
// ================================
class WindowsButton : public Button {
public:
    void render() override {
        std::cout << "[Windows] 渲染方形按钮，蓝色边框\n";
    }
    void onClick() override {
        std::cout << "[Windows] 按钮点击：播放咔哒声\n";
    }
};

class WindowsCheckbox : public Checkbox {
public:
    void render() override {
        std::cout << "[Windows] 渲染方形复选框\n";
    }
    void toggle() override {
        std::cout << "[Windows] 复选框切换状态\n";
    }
};

// ================================
// Mac 风格产品
// ================================
class MacButton : public Button {
public:
    void render() override {
        std::cout << "[Mac] 渲染圆角按钮，灰色渐变\n";
    }
    void onClick() override {
        std::cout << "[Mac] 按钮点击：轻触反馈\n";
    }
};

class MacCheckbox : public Checkbox {
public:
    void render() override {
        std::cout << "[Mac] 渲染圆形复选框\n";
    }
    void toggle() override {
        std::cout << "[Mac] 复选框切换：流畅动画\n";
    }
};

// ================================
// 抽象工厂接口
// ================================
class UIFactory {
public:
    virtual ~UIFactory() = default;
    virtual std::unique_ptr<Button> createButton() = 0;
    virtual std::unique_ptr<Checkbox> createCheckbox() = 0;
};

// ================================
// 具体工厂：生产整套风格
// ================================
class WindowsUIFactory : public UIFactory {
public:
    std::unique_ptr<Button> createButton() override {
        return std::make_unique<WindowsButton>();
    }
    std::unique_ptr<Checkbox> createCheckbox() override {
        return std::make_unique<WindowsCheckbox>();
    }
};

class MacUIFactory : public UIFactory {
public:
    std::unique_ptr<Button> createButton() override {
        return std::make_unique<MacButton>();
    }
    std::unique_ptr<Checkbox> createCheckbox() override {
        return std::make_unique<MacCheckbox>();
    }
};

// ================================
// 客户端：只依赖抽象，不关心具体实现
// ================================
class Application {
private:
    std::unique_ptr<Button> button;
    std::unique_ptr<Checkbox> checkbox;

public:
    Application(UIFactory& factory) {
        button = factory.createButton();
        checkbox = factory.createCheckbox();
    }

    void buildUI() {
        std::cout << "--- 构建界面 ---\n";
        button->render();
        checkbox->render();
    }

    void simulateInteraction() {
        std::cout << "--- 模拟交互 ---\n";
        button->onClick();
        checkbox->toggle();
    }
};

// ================================
// 根据环境选择工厂
// ================================
std::unique_ptr<UIFactory> createFactory(const std::string& os) {
    if (os == "Windows") {
        return std::make_unique<WindowsUIFactory>();
    } else {
        return std::make_unique<MacUIFactory>();
    }
}

int main() {
    std::cout << "======= Windows 应用 =======\n";
    auto winFactory = createFactory("Windows");
    Application winApp(*winFactory);
    winApp.buildUI();
    winApp.simulateInteraction();

    std::cout << "\n======= Mac 应用 =======\n";
    auto macFactory = createFactory("Mac");
    Application macApp(*macFactory);
    macApp.buildUI();
    macApp.simulateInteraction();

    return 0;
}

输出：

复制代码

======= Windows 应用 =======
--- 构建界面 ---
[Windows] 渲染方形按钮，蓝色边框
[Windows] 渲染方形复选框
--- 模拟交互 ---
[Windows] 按钮点击：播放咔哒声
[Windows] 复选框切换状态

======= Mac 应用 =======
--- 构建界面 ---
[Mac] 渲染圆角按钮，灰色渐变
[Mac] 渲染圆形复选框
--- 模拟交互 ---
[Mac] 按钮点击：轻触反馈
[Mac] 复选框切换：流畅动画

优缺点

	说明
✅ 优点	保证产品族风格一致，不会"乱配"
✅ 优点	切换产品族只需换一个工厂，代码改动极小
✅ 优点	符合开闭原则（新增产品族只加代码）
❌ 缺点	新增产品种类（比如新增滚动条）需改所有工厂，麻烦
❌ 缺点	类的数量较多，结构复杂

一句话记忆

抽象工厂 = 宜家卖整套家具，北欧风工厂只产北欧货，现代风工厂只产现代货，绝不串货。