设计模式 — 抽象工厂模式 (AbstractFactory)

本文将借助C++来介绍抽象工厂模式。

设想小新接到客户需求，需要建造一个房间，该房间非常简单，由门、窗和墙组成。客户希望通过CreateRoom函数来完成房间的建造。

小新创建了四个类Room、Door、Window、Wall分别表示房间、门、窗和墙，很快完成了该函数的实现。

Room* CreateRoom() {
    Room* aRoom = new Room;
    Door* aDoor = new Door;
    Window* aWindow = new Window;
    Wall* aWall = new Wall;

    aRoom->AddDoor(aDoor);
    aRoom->AddWindow(aWindow);
    aRoom->AddWall(aWall);

    return aRoom;
}

客户使用这几行代码轻松的建了一个房间，非常高兴，于是又提出来想再建造一个房间，不过这次要木门、隔音窗和绿墙。小新很高兴，这不是和之前一样嘛，马上派生出三个类WoodenDoor、SoundProofWindow、GreenWall来表示木门、隔音窗和绿墙，并告诉客户，把之前的Door、Window和Wall都替换成新的就行了，客户看了后直皱眉头，对小新说，能不能把新型房间的建造变得简单点，每次都需要修改这么多地方，万一有个地方遗漏了，那损失就大了。

回到家后小新开始反省自己的松懈和冲动，也开始思考客户的需求。怎样才能让CreateRoom和房间的实现分离呢？怎样才能让CreateRoom易于产生新型房间呢？怎样才能让门窗墙的创建根据需求指向不同的实现呢？敏锐的小新马上想起了多态。手指一阵敲击，小新写出了下面的类。

class RoomFactory {
public:
    RoomFactory();

    virtual Room* MakeRoom() const
        { reutrn new Room; }
    virtual Door* MakeDoor() const
        { return new Door; }
    virtual Window* MakeWindow() const
        { return new Window; }
    virtual Wall* MakeWall() const
        { return new Wall; }
};

CreateRoom的实现也变成了下面的方式。

Room* CreateRoom (RoomFactory& factory) {
    Room* aRoom = factory.MakeRoom();
    Door* aDoor = factory.MakeDoor();
    Window* aWindow = factory.MakeWindow();
    Wall* aWall = factory.MakeWall();

    aRoom->AddDoor(aDoor);
    aRoom->AddWindow(aWindow);
    aRoom->AddWall(aWall);

    return aRoom;
}

CreateRoom通过传入函数中的RoomFactory对象来完成房间的创建。小新很清楚，因为RoomFactory的成员函数是虚函数，因此可以通过虚表指针指向派生类中的相关实现。为了实现客户要求的新房间，小新马上实现了一个新类，这里取WoodenDoor、SoundProofWindow、GreenWall的首字母来命名该类为WsgRoomFactory。

class WsgRoomFactory : public RoomFactory {
public:
    WsgRoomFactory();

    virtual WoodenDoor* MakeDoor() const
        { return new WoodenDoor; }
    virtual SoundProofWindow* MakeWindow() const
        { return new SoundProofWindow; }
    virtual GreenWall* MakeWall() const
        { return new GreenWall; }
};

第二天见到客户，小新自信的拿出了自己的新方案，首先创建了一个原始房间。

RoomFactory rf;
CreateRoom(rf);

然后将RoomFactory替换成WsgRoomFactory，创建了一个新型房间。

WsgRoomFactory wrf;
CreateRoom(wrf);

客户看了后很高兴，不住夸赞小新业务好，小新一激动，又造个红色的房间。

public RRoomFactory : public RoomFactory {
public:
    RRoomFactory();

    virtual RedWall* MakeWall() const
        { return new RedWall; }
};
RRoomFactory rrf;
CreateRoom(rrf);

并且告诉客户，我们的RoomFactory就是一个工厂，您想要什么房间、门、窗和墙，我们事先把产线给配好，您尽管拿去装配。

经过这两天的工作，小新总结如下（参考《设计模式》一书)：

抽象工厂模式的适用场景如下：

1、系统独立与产品的创建，如本例中房间的构建方式并不影响CreateRoom函数内的代码实现。

2、系统需要由多个配置中的某一项实现，如本例中房间的构建可以选择普通、木隔音绿和红三种方式中的一个。

3、想只提供类的接口而不是实现时，如本例中，CreateRoom函数并不知晓RoomFactory中的具体实现，只是调用了相应接口。

4、当你要强调一系列相关的产品对象的设计以便进行联合使用时。

使用抽象工厂模式的优点：

1、系统与类的实现分离。

2、易于更换产品。

3、有利于产品的一致性。

总结完后，小新非常高兴，有点飘飘然，这时候接到了客户的电话，是不是又要夸奖我？小新窃喜。

“小新啊，前面干的不错，现在我需要造一间有床的房子。”

小新收起了笑容。这便是抽象工厂模式的缺点：难以扩展抽象工厂来产生新种类产品，因为添加或者删除接口会影响到所有子类的使用。

秒客网

设计模式 — 抽象工厂模式 (AbstractFactory)

相关文章