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设计模式之C++实现(23):抽象工厂模式(Abstract Factory Pattern)

2015-09-13 19:45 工业·编程 ⁄ 共 3355字 ⁄ 字号 暂无评论

     在系统里a,b,c三个组件必须同时使用,但是a的同类 a1和a2这三种方法有共同特点但是是互斥的,b,b1,b2和c,c1,c2和a/a1/a2是一样的。就比如说创建在不同操作系统的视窗环境下都能够运行的系统时,Unix下面有unixButton和 unixText,Win下面也有winButton和winText,unixButton和unixText必须在一个系统unix里面用,而winButton和winText只能在Win下面用。但是winButton和unixButton这两种东西都是有相同的特点的,比如说按下去之后会触发事件,比如说他上面有文字描述等等,但是winButton和unixButton却又是不可以混用的。

     那么此问题就可以用抽象工厂很好的解决:

     在抽象工厂模式中如何选择使用 winButton ,winText,有具体的工厂类winFactory来负责,因为他们含有选择合适的产品对象的逻辑,所以是与应用系统的商业逻辑紧密相关的。而抽象工厂类来负责定义接口,他才是抽象工厂模式的核心。

     而winButton/macButton则是一种产品族,有共同的特点,他们具体特点有抽象产品类或者接口来定义和描述。但是他们具体的实现有具体的产品类负责,这些是客户端最终想要的东西,所以其内部一定充满了应用系统的商业逻辑(触发逻辑/样式逻辑等)。

类图结构:

 

样例实现:

// CplusplusAbstractFactory.cpp : Defines the entry point for the console application. 

// 

#include "stdafx.h" 

#include<typeinfo> 

// "AbstractProductA" 草食动物 

class Herbivore 

}; 

// "AbstractProductB" 食肉动物 

class Carnivore 

public: 

    // Methods 

    virtual void Eat( Herbivore *h ) {}; 

}; 

// "ProductA1" 

class Wildebeest : public Herbivore 

}; 

// "ProductA2" 

class Bison : public Herbivore 

}; 

// "ProductB1" 

class Lion : public Carnivore 

public: 

    // Methods 

    void Eat( Herbivore *h ) 

    { 

        // eat wildebeest     

        printf("Lion eats %s\n",typeid(h).name()); 

    } 

}; 

// "ProductB2" 

class Wolf : public Carnivore 

public: 

    // Methods 

    void Eat( Herbivore *h ) 

    { 

        // Eat bison 

        printf("Wolf eats %s\n",typeid(h).name()); 

    } 

}; 

// "AbstractFactory" 

class ContinentFactory 

public: 

    // Methods 

    virtual Herbivore* CreateHerbivore() 

    { 

        return new Herbivore(); 

    } 

    virtual Carnivore* CreateCarnivore() 

    { 

        return new Carnivore(); 

    } 

}; 

// "ConcreteFactory1" 

class AfricaFactory : public ContinentFactory 

public: 

    // Methods 

    Herbivore* CreateHerbivore() 

    {  

        return new Wildebeest();  

    } 

    Carnivore* CreateCarnivore() 

    {  

        return new Lion();  

    } 

}; 

// "ConcreteFactory2" 

class AmericaFactory : public ContinentFactory 

public: 

    // Methods 

    Herbivore* CreateHerbivore() 

    {  

        return new Bison();  

    } 

    Carnivore* CreateCarnivore() 

    {  

        return new Wolf();  

    } 

}; 

// "Client" 

class AnimalWorld 

private: 

    // Fields 

    Herbivore* herbivore; 

    Carnivore* carnivore; 

public: 

    // Constructors 

    AnimalWorld( ContinentFactory *factory ) 

    { 

        carnivore = factory->CreateCarnivore(); 

        herbivore = factory->CreateHerbivore(); 

    } 

    // Methods 

    void RunFoodChain() 

    {  

        carnivore->Eat(herbivore);  

    } 

}; 

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) 

    // Create and run the Africa animal world 

    ContinentFactory *africa = new AfricaFactory(); 

    AnimalWorld *world = new AnimalWorld( africa ); 

    world->RunFoodChain(); 

    // Create and run the America animal world 

    ContinentFactory *america = new AmericaFactory(); 

    world = new AnimalWorld( america ); 

    world->RunFoodChain(); 

    return 0; 

} 

“开放-封闭”原则:

抽象工厂可以很好的应对增加新产品族的问题(即a4/b4/c4),且符合“开放-封闭”原则,但是若是增加新的产品结构的话(即d/d1/d2),就是说a/b/c/d这4中方法必须同时使用了,那就必须修改工厂角色。不符合“开放-封闭”原则。综合来讲,抽象工厂模式以一种倾斜的方式支持增加新的产品,它为新产品族的增加提供方便,而不能为新的产品结构的增加提供这样的方便。

实现要点:

在抽象工厂模式中,选用哪种产品族的问题,需要采用工厂方法或简单工厂模式来配合解决。

抽象工厂模式和工厂方法模式一样,都把对象的创建延迟到了他的子类中。

具体的工厂类可以设计成单例类,他只向外界提供自己唯一的实例。

与其他工厂模式的联系和异同:

抽象工厂模式中的具体工厂负责生产一个产品族的产品。而产品族的增加只需要增加与其对应的具体工厂。

3种工厂模式都是创建型模式,都是创建对象的,但都把产品具体创建的过程给隐藏了。

工厂方法模式是针对一种产品结构,而抽象工厂模式是针对多种产品结构。

适用性:

在以下情况下应当考虑使用抽象工厂模式:

一个系统不应当依赖于产品类实例如何被创建、组合和表达的细节,这对于所有形态的工厂模式都是重要的。

这个系统有多于一个的产品族,而系统只消费其中某一产品族。

同属于同一个产品族的产品是在一起使用的,这一约束必须在系统的设计中体现出来。

系统提供一个产品类的库,所有的产品以同样的接口出现,从而使客户端不依赖于实现。

应用场景:

支持多种观感标准的用户界面工具箱(Kit)。

游戏开发中的多风格系列场景,比如道路,房屋,管道等。

作者:LCL_data

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