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编程模式之美 -- 抽象工厂模式

编程日记 2024-04-10 02:30:00

文章目录

- - - 1. 解决问题
    - 2. 应用场景
    - 3. 实现如下：
    - - C++实现
      - C语言实现
    - 4. 缺点

1. 解决问题

在工厂方法模式中，我们卖衣服。此时我们为每一种衣服创建不同的工厂，帽子有一个工厂专门创建，裤子有一个工厂专门创建，T恤有一个工厂专门创建。这样的方式保证了代码设计的开闭原则（对扩展开发，对修改关闭），解决了简单工厂模式中暴露的问题。

但是又凸显了新的问题，假如现在优衣库这个大工厂里面需要生产不同的种类的衣服，我们需要创建一堆工厂。同时香蕉共和国这个另一个大工厂也需要生产不同种类的衣服，我们又需要创建一堆工厂。在这种情况下，代码会增加很多重复逻辑。

于是抽象工厂模式推出，将帽子封装为一个工厂，支持生产优衣库的帽子和香蕉共和国的帽子。将裤子封装为另一个工厂，用来生产优衣库的裤子和香蕉共和国的裤子。

2. 应用场景

对象之间存在关联，两个对象使用同一个工厂生产，降低程序复杂度，减少不必要的重复逻辑。
系统中有多个产品族，但每次只使用其中的某一族产品。如有人只喜欢穿某一个品牌的衣服和鞋
系统中提供了产品的类库，且所有产品的接口相同，客户端不依赖产品实例的创建细节和内部结构
对象数量比较庞大，维护多个工厂则程序的复杂度过高，由工厂方法模式变更为抽象工厂模式

3. 实现如下：

C++实现

实现功能：仍然是生产衣服，我们使用抽象工厂模式将优衣库的帽子和香蕉共和国的帽子统一生产，将优衣库的裤子和香蕉共和国的裤子统一生产。

#include <iostream>using namespace std;class Hat{public:virtual void createHat(void) = 0;virtual ~Hat(){}
};/*优衣库的帽子*/
class kuHat: public Hat {public:kuHat(){cout << "kuHat::kuHat()" << endl;}virtual void createHat(void) {cout << "kuHat::createHat()" << endl;}~kuHat(){cout << "kuHat::delete()" << endl;}    
};/*香蕉共和国的帽子*/
class bananHat: public Hat{public:bananHat(){cout << "bananHat::bananHat()" << endl;}virtual void createHat(void) {cout << "bananHat::createHat()" << endl;}~bananHat(){cout << "bananHat::delete()" << endl;}      
};class Paths{public:virtual void createPaths(void) = 0;virtual ~Paths(){}    
};/*优衣库的裤子*/
class kuPaths: public Paths{public:kuPaths(){cout << "kuPaths::kuPaths()" << endl;}virtual void createPaths(void) {cout << "kuPaths::createPaths()" << endl;}~kuPaths(){cout << "kuPaths::delete()" << endl;}      
};/*香蕉共和国的裤子*/
class bananPaths: public Paths{public:bananPaths(){cout << "bananPaths::bananPaths()" << endl;}virtual void createPaths(void) {cout << "bananPaths::createPaths()" << endl;}~bananPaths(){cout << "bananPaths::delete()" << endl;}      
};/*抽象工厂类*/
class Factory {public:virtual Hat *createHat() = 0;virtual Paths *createPaths() = 0;
};/*优衣库的工厂，用来创建优衣库的衣服*/
class FactoryKu: public Factory{public:Hat *createHat(){return new kuHat();}Paths *createPaths(){return new kuPaths();}
};/*香蕉共和国的工厂，用来创建香蕉共和国的衣服*/
class FactoryBanan: public Factory {public:Hat *createHat(){return new bananHat();}Paths *createPaths() {return new bananPaths();}
};int main() {/*创建一个优衣库的工厂，进行优衣库的衣服的生产，包括裤子和帽子*/Factory *factory1 = new FactoryKu();Hat *kuhat = factory1 -> createHat();Paths *kupaths = factory1 -> createPaths();kuhat -> createHat();kupaths -> createPaths();if(factory1) {delete factory1;factory1 = NULL;}if(kuhat) {delete kuhat;kuhat = NULL;}if(kupaths) {delete kupaths;kupaths = NULL;}return 0;
}

编译运行如下

kuHat::kuHat()
kuPaths::kuPaths()
kuHat::createHat()
kuPaths::createPaths()
kuHat::delete()
kuPaths::delete()

C语言实现

实现功能：工厂商店分别售卖白苹果、红苹果、白葡萄、红葡萄

/*C语言实现抽象工厂模式*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>enum {WHITE,RED};/*苹果基类*/
typedef struct _Apple {void (*print_apple)(void);
}Apple;/*葡萄基类*/
typedef struct _Grape {void (*print_grape)(void);
}Grape;void print_white_apple(void) 
{printf("I'am a white apple!\n");return;
}void print_red_apple(void)
{printf("I'am a red apple!\n");return;
}
void print_white_grape(void)
{printf("I'am a white grape!\n");return;
}
void print_red_grape(void)
{printf("I'am a red grape!\n");return;
}/*水果商店*/
typedef struct _FruitShop {Apple * (*sell_apple)(void);Grape * (*sell_grape)(void);
}FruitShop;Apple* sell_white_apple(void)
{Apple* tmp_apple = (Apple*)malloc(sizeof(Apple));assert(NULL != tmp_apple);tmp_apple->print_apple = print_white_apple;return tmp_apple;
}Apple* sell_red_apple(void)
{Apple* tmp_apple = (Apple*)malloc(sizeof(Apple));assert(NULL != tmp_apple);tmp_apple->print_apple = print_red_apple;return tmp_apple;
}Grape* sell_white_grape(void)
{Grape* tmp_grape = (Grape*)malloc(sizeof(Grape));assert(tmp_grape != NULL);tmp_grape->print_grape = print_white_grape;return tmp_grape;
}
Grape* sell_red_grape(void)
{Grape* tmp_grape = (Grape*)malloc(sizeof(Grape));assert(tmp_grape);tmp_grape->print_grape = print_red_grape;return tmp_grape;
}/*工厂商店，卖不同颜色的苹果和葡萄*/
FruitShop* create_fruit_shop(int color)
{FruitShop* fruitshop = (FruitShop*)malloc(sizeof(FruitShop));assert(fruitshop != NULL);if (color == WHITE) {fruitshop->sell_apple = sell_white_apple;fruitshop->sell_grape = sell_white_grape;}else if (color == RED) {fruitshop->sell_apple = sell_red_apple;fruitshop->sell_grape = sell_red_grape;}return fruitshop;
}int main()
{FruitShop* fruitshop = create_fruit_shop(RED);Apple *ap = fruitshop->sell_apple();Grape *gp = fruitshop->sell_grape();ap->print_apple();gp->print_grape();if (ap != NULL) {free(ap);}if (gp != NULL) {free(gp);}if (fruitshop != NULL) {free(fruitshop);}return 0;
}

输出如下：

I'am a red apple!
I'am a red grape!

4. 缺点

抽象工厂模式的扩展有一定的“开闭原则”倾向性：

当增加一个新的产品族时只需增加一个新的具体工厂，不需要修改原代码，满足开闭原则。（按照如上C++代码，我们买衣服，当我们增加一种衣服：裙子的时候，只需要增加一个新的生产裙子的工厂就可以，不需要修改原的衣服种类的代码）
当产品族中需要增加一个新种类的产品时，则所有的工厂类都需要进行修改，不满足开闭原则。（当我们又增加了名创优品的种类时，我们之前所有的类包括：hat,Paths,还有对应的工厂类都需要修改）

https://www.dkcj.cn/info/4450.html

编程模式之美 -- 抽象工厂模式

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2. 应用场景

3. 实现如下：

C++实现

C语言实现

4. 缺点

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