[设计模式] 创建模式之抽象工厂模式-白红宇

[设计模式] 创建模式之抽象工厂模式

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发布时间：2019-03-24

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抽象工厂模式：生产零件系列的智能化工厂

在软件架构中，抽象工厂模式是一个强大的工具，适用于处理复杂的依赖关系和对象创建问题。它通过提供统一的工厂接口，动态创建不同产品线，解决了传统工厂模式的多工厂模式和简单工厂模式的局限性。

定义与作用

意图： 提供一个统一的工厂接口，动态创建一系列相关或相互依赖的对象，而无需显式指定具体的实现类。

主要解决的问题：

在传统多工厂模式中，客户端需要明确指定工厂类型，例如：

Object createshape(ShapeType shape) {    if (shape == SHAPE_RECTANGLE) {        return new Rectangle();    } else if (shape == SHAPE_SQUARE) {        return new Square();    } else {        return null;    }}``这种方式丧失了灵活性，且工厂逻辑分布在客户端，难以扩展和维护。**何时使用：**系统需要生产多个相关产品，但消费者只使用其中一族产品时。例如，制造手机外壳的不同型号（如oppo、vivo等），但消费者只能选择一种类型。**如何解决：** 在一个工厂接口中定义多个产品，同时允许消费者通过工厂获取所需产品。### 核心思想抽象工厂的核心思想是：将一系列相关产品的创建流程集中，消费者只需要通过工厂调用必要的方法，系统自动完成相关产品的创建和配置。### 技术实现中的关键点1. **工厂接口设计**:工厂接口必须包含一系列针对单个产品的方法，以及一个创建所有相关产品的方法。例如：```cppclass Factory {public:    virtual Shape* Createshape(ShapeType type) = 0;    virtual Color* Fillcolor(ColorType type) = 0;};

具体工厂实现:实现工厂接口的具体工厂类，实现在接口定义中未明确的部分。例如：

class ContrateFactory : public Factory {public:    Shape* Createshape(ShapeType type) {        if (type == ShapeType::rectangle) {            return new Rectangle();        } else if (type == ShapeType::square) {            return new Square();        } else {            return nullptr;        }    }    Color* Fillcolor(ColorType type) {        if (type == ColorType::red) {            return new Red();        } else if (type == ColorType::green) {            return new Green();        } else {            return nullptr;        }    }};

工厂使用示例:通过工厂获取所需产品的方式简单易懂，例如：

void Test2() {    ContrateFactory cf;    Shape* s = cf.Createshape(ShapeType::square);    Color* c = cf.Fillcolor(ColorType::red);    s->draw();    c->fill();}

与其他工厂模式的区别

简单工厂模式:简单工厂模式在创建单一对象时更为直接，但扩展性差，且工厂逻辑集中在调用者端。

多工厂模式:在创建不同类型对象时需要频繁地判断工厂类型，逻辑分散，难以管理。

抽象工厂模式:支持创建一系列相关产品，提供灵活的产品组合方式，是适应复杂对象创建场景的最佳选择。

应用场景

抽象工厂模式广泛应用于以下场景：

数据处理系统:创建不同类型的数据记录工厂。例如，User、Order等。

电子商务平台:生成订单、用户信息、产品包装等多个相关对象。

用户界面组件:创建不同形式的UI组件，如ProgressBar、Button等。

优化思路

在实际应用中，可以通过动态工厂注册、配置管理，将工厂选择外部化，提升系统的可配置性和灵活性。例如，可以通过配置文件或命令行参数指定需要使用的工厂类型，从而实现工厂的动态切换。

代码优化示例

原代码改进点：

代码清理与格式统一:去掉冗余的代码块（如注释、空白行）和选项内容。

优化代码结构:统一代码格式、添加必要的注释、简化复杂逻辑。

插入示例说明:加入注释说明代码功能，便于新手理解。

优化后的代码：

class Shape {public: virtual void draw() = 0;};class Rectangle : public Shape {public: void draw() {    std::cout << "draw Rectangle" << std::endl;}};class Square : public Shape {public: void draw() {    std::cout << "draw Square" << std::endl;}};enum ShapeType { rectangle = 0, square};class Color {public: virtual void fill() = 0;};class Red : public Color {public: void fill() {    std::cout << "red" << std::endl;}};class Green : public Color {public: void fill() {    std::cout << "green" << std::endl;}};enum ColorType { red = 0, green}class Factory {public: virtual Shape* Createshape(ShapeType type) = 0;         virtual Color* Fillcolor(ColorType type) = 0;}class ContrateFactory : public Factory {public: Shape* Createshape(ShapeType type) {    if (type == ShapeType::rectangle) {        return new Rectangle();    } else if (type == ShapeType::square) {        return new Square();    } else {        return nullptr;    }}Color* Fillcolor(ColorType type) {    if (type == ColorType::red) {        return new Red();    } else if (type == ColorType::green) {        return new Green();    } else {        return nullptr;    }}}