抽象工厂模式通过定义抽象产品接口（如button、textbox）和具体实现类（如winbutton、macbutton），封装对象创建逻辑，使客户端代码与具体类解耦。
工厂设计模式用于将对象的创建过程封装起来，使客户端代码不直接依赖具体类，而是通过统一接口获取实例。C++中常用简单工厂或抽象工厂实现，下面以抽象工厂模式为例，展示如何解耦产品族与创建逻辑。
定义抽象产品接口
先声明一组相关产品的基类，比如不同操作系统的按钮和文本框：
class Button {
public:
virtual void render() = 0;
virtual ~Button() = default;
};
class TextBox {
public:
virtual void render() = 0;
virtual ~TextBox() = default;
}
实现具体产品类
为不同平台提供具体实现，例如 Windows 和 macOS 风格：
class WinButton : public Button {
public:
void render() override { std::cout << "Rendering Windows button\n"; }
};
class MacButton : public Button {
public:
void render() override { std::cout << "Rendering macOS button\n"; }
};
class WinTextBox : public TextBox {
public:
void render() override { std::cout << "Rendering Windows textbox\n"; }
};
class MacTextBox : public TextBox {
public:
void render() override { std::cout << "Rendering macOS textbox\n"; }
}
声明抽象工厂接口
定义一个能创建一整套相关产品的接口：
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class GUIFactory {
public:
virtual std::unique_ptr<Button> createButton() = 0;
virtual std::unique_ptr<TextBox> createTextBox() = 0;
virtual ~GUIFactory() = default;
};
实现具体工厂类
每个工厂负责生成对应平台的一组控件：
class WinFactory : public GUIFactory {
public:
std::unique_ptr<Button> createButton() override {
return std::make_unique<WinButton>();
}
std::unique_ptr<TextBox> createTextBox() override {
return std::make_unique<WinTextBox>();
}
};
class MacFactory : public GUIFactory {
public:
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
业务代码只依赖抽象工厂和抽象产品，运行时决定具体实现：
void application(GUIFactory& factory) {
auto button = factory.createButton();
auto textbox = factory.createTextBox();
button->render();
textbox->render();
}
// 使用示例
int main() {
WinFactory winFactory;
application(winFactory); // 输出 Windows 风格
MacFactory macFactory;
application(macFactory); // 输出 macOS 风格
}
这个结构支持轻松扩展新平台（如 Linux），只需新增对应的具体产品类和工厂类，无需修改已有客户端逻辑。关键点在于：用虚函数隔离创建行为，用智能指针管理生命周期，用引用/指针传递工厂实例避免拷贝。
