抽象工厂模式用于创建多个相关对象而不指定具体类，适用于跨平台ui等需多产品族的场景。
抽象工厂模式适用于需要创建多个相关或依赖对象的场景，而不必指定具体类。当系统要独立于产品的创建、组合和表示时，或者要支持多种产品族（系列）时，这种模式特别有用。在C++中，通过抽象基类和继承机制实现多系列产品族的创建非常自然。
抽象工厂模式核心结构
抽象工厂模式包含以下几个关键角色：
- 抽象工厂（AbstractFactory）：声明一组创建产品对象的方法，每个方法对应一种产品类型。
- 具体工厂（ConcreteFactory）：实现抽象工厂接口，创建具体的产品族。每个具体工厂对应一个产品系列。
- 抽象产品（AbstractProduct）：为每类产品定义接口，如按钮、文本框等。
- 具体产品（ConcreteProduct）：实现抽象产品接口，由具体工厂创建。
多个产品族意味着不同风格或平台的实现，比如“Windows 风格”和“Mac 风格”的UI组件。
多系列产品族实现示例
假设我们要构建一个跨平台UI库，支持 Windows 和 Mac 两种风格的按钮和文本框。
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#include <iostream>
#include <memory>
// 抽象产品：按钮
struct Button {
virtual ~Button() = default;
virtual void render() = 0;
};
// 抽象产品：文本框
struct TextBox {
virtual ~TextBox() = default;
virtual void input() = 0;
};
// Windows 风格产品
struct WinButton : Button {
void render() override {
std::cout << "渲染 Windows 按钮\n";
}
};
struct WinTextBox : TextBox {
void input() override {
std::cout << "Windows 文本框输入\n";
}
};
// Mac 风格产品
struct MacButton : Button {
void render() override {
std::cout << "渲染 Mac 按钮\n";
}
};
struct MacTextBox : TextBox {
void input() override {
std::cout << "Mac 文本框输入\n";
}
};
// 抽象工厂
struct GUIFactory {
virtual std::unique_ptr<Button> createButton() = 0;
virtual std::unique_ptr<TextBox> createTextBox() = 0;
virtual ~GUIFactory() = default;
};
// Windows 工厂
struct WinFactory : GUIFactory {
std::unique_ptr<Button> createButton() override {
return std::make_unique<WinButton>();
}
std::unique_ptr<TextBox> createTextBox() override {
return std::make_unique<WinTextBox>();
}
};
// Mac 工厂
struct MacFactory : GUIFactory {
std::unique_ptr<Button> createButton() override {
return std::make_unique<MacButton>();
}
std::unique_ptr<TextBox> createTextBox() override {
return std::make_unique<MacTextBox>();
}
};
客户端使用方式
客户端通过抽象工厂接口创建产品，无需关心具体实现。切换产品族只需更换工厂实例。
void createUI(std::unique_ptr<GUIFactory> factory) {
auto button = factory->createButton();
auto textbox = factory->createTextBox();
button->render();
textbox->input();
}
int main() {
// 使用 Windows 风格
createUI(std::make_unique<WinFactory>());
// 使用 Mac 风格
createUI(std::make_unique<MacFactory>());
return 0;
}
输出结果：
渲染 Windows 按钮 Windows 文本框输入 渲染 Mac 按钮 Mac 文本框输入
优势与适用场景
抽象工厂模式让系统与具体产品类解耦。新增产品族只需添加新的工厂和产品类，符合开闭原则。适用于：
- 需要创建一组相关对象，如跨平台UI组件。
- 产品族之间有依赖或约束关系。
- 希望系统独立于产品创建过程。
基本上就这些。抽象工厂通过统一接口屏蔽了具体实现，让多系列产品的管理更清晰。不复杂但容易忽略的是产品族的一致性——一个工厂应始终返回同一系列的产品。
