简述
抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）是所有形态的工厂模式中最为抽象和最具一般性的一种形态。抽象工厂模式是指当有多个抽象角色时，使用的一种工厂模式。抽象工厂模式可以向客户端提供一个接口，使客户端在不必指定产品的具体的情况下，创建多个产品族中的产品对象。
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模式结构
UML 结构图：
- Factory（抽象工厂）：声明一个用于创建抽象产品的接口
- ConcreteFactory（具体工厂）：用于创建具体的产品
- Product（抽象产品）：声明一个产品对象类型的接口
- ConcreteProduct（具体产品）：由具体工厂创建的具体产品
优缺点
优点：
- 封装了产品的创建，使得不需要知道具体是哪种产品，只需要知道是哪个工厂即可。
- 可以支持不同类型的产品，使得模式灵活性更强。
- 可以非常方便的使用一族中的不同类型的产品。
缺点：
- 结构过于臃肿，如果产品类型较多或产品族较多，会非常难于管理。
- 每次如果添加一组产品，那么所有的工厂类都必须添加一个方法，这样违背了开放-封闭原则。所以一般适用于产品组合产品族变化不大的情况。
适用场景
- 在不必指定产品的具体的情况下，创建多个产品族中的产品对象。
案例分析
工厂方法模式 要求产品必须为同一类型，也就是说，BBA 只能生产汽车，要生产其他产品（例如：自行车）是不行的，这显然限制了产品的扩展。为了解决这个问题，抽象工厂模式出现了 - 将产品归类分组，然后将好几组产品构成一族。每个工厂负责生产一族产品，而工厂中的每个方法负责生产一种类型的产品。
这样，客户端只需要创建具体工厂的实例，然后调用工厂对象的工厂方法就可以得到所需要的产品对象。
代码实现
创建抽象产品
在我们的示例中，需要有两个产品 - 汽车和自行车：
// product.h
#ifndef PRODUCT_H
#define PRODUCT_H
#include <string>
using namespace std;
// 汽车接口
class ICar
{
public:
virtual string Name() = 0; // 汽车名称
};
// 自行车接口
class IBike
{
public:
virtual string Name() = 0; // 自行车名称
};
#endif // PRODUCT_H创建具体产品
有了抽象产品，继续创建一些具体的产品：
// concrete_product.h
#ifndef CONCRETE_PRODUCT_H
#define CONCRETE_PRODUCT_H
#include "product.h"
/********** 汽车 **********/
// 奔驰
class BenzCar : public ICar
{
public:
string Name() {
return "Benz Car";
}
};
// 宝马
class BmwCar : public ICar
{
public:
string Name() {
return "Bmw Car";
}
};
// 奥迪
class AudiCar : public ICar
{
public:
std::string Name() {
return "Audi Car";
}
};
/********** 自行车 **********/
// 奔驰
class BenzBike : public IBike
{
public:
string Name() {
return "Benz Bike";
}
};
// 宝马
class BmwBike : public IBike
{
public:
string Name() {
return "Bmw Bike";
}
};
// 奥迪
class AudiBike : public IBike
{
public:
string Name() {
return "Audi Bike";
}
};
#endif // CONCRETE_PRODUCT_H这样，为汽车和自行车都准备好了所有的具体类。
创建抽象工厂
产品有了，当然要有相应的制造商与其相关联，所以呢，要有具体的工厂。但在这之前，需要一个抽象工厂：
// factory.h
#ifndef FACTORY_H
#define FACTORY_H
#include "product.h"
// 抽象工厂
class AFactory
{
public:
enum FACTORY_TYPE {
BENZ_FACTORY, // 奔驰工厂
BMW_FACTORY, // 宝马工厂
AUDI_FACTORY // 奥迪工厂
};
virtual ICar* CreateCar() = 0; // 生产汽车
virtual IBike* CreateBike() = 0; // 生产自行车
static AFactory* CreateFactory(FACTORY_TYPE factory); // 创建工厂
};
#endif // FACTORY_H// factory.cpp
#include "factory.h"
#include "concrete_factory.h"
// 创建工厂
AFactory* AFactory::CreateFactory(FACTORY_TYPE factory)
{
AFactory *pFactory = NULL;
switch (factory) {
case FACTORY_TYPE::BENZ_FACTORY: // 奔驰工厂
pFactory = new BenzFactory();
break;
case FACTORY_TYPE::BMW_FACTORY: // 宝马工厂
pFactory = new BmwFactory();
break;
case FACTORY_TYPE::AUDI_FACTORY: // 奥迪工厂
pFactory = new AudiFactory();
break;
default:
break;
}
return pFactory;
}创建具体工厂
为每个制造商创建具体的工厂：
// concrete_factory.h
#ifndef CONCRETE_FACTORY_H
#define CONCRETE_FACTORY_H
#include "factory.h"
#include "concrete_product.h"
// 奔驰工厂
class BenzFactory : public AFactory
{
public:
ICar* CreateCar() {
return new BenzCar();
}
IBike* CreateBike() {
return new BenzBike();
}
};
// 宝马工厂
class BmwFactory : public AFactory
{
public:
ICar* CreateCar() {
return new BmwCar();
}
IBike* CreateBike() {
return new BmwBike();
}
};
// 奥迪工厂
class AudiFactory : public AFactory
{
public:
ICar* CreateCar() {
return new AudiCar();
}
IBike* CreateBike() {
return new AudiBike();
}
};
#endif // CONCRETE_FACTORY_H这样以来，具体的产品就与其制造商关联起来了。
创建客户端
当一切准备就绪，就可以实现客户端了，利用相关产品的这种层次结构来创建产品。
// main.cpp
#include "factory.h"
#include "product.h"
#include <iostream>
using namespace std;
#ifndef SAFE_DELETE
#define SAFE_DELETE(p) { if(p){delete(p); (p)=NULL;} }
#endif
int main()
{
// 奔驰
AFactory *pFactory = AFactory::CreateFactory(AFactory::FACTORY_TYPE::BENZ_FACTORY);
ICar *pCar = pFactory->CreateCar();
IBike *pBike = pFactory->CreateBike();
cout << "Benz factory - Car: " << pCar->Name() << endl;
cout << "Benz factory - Bike: " << pBike->Name() << endl;
SAFE_DELETE(pCar);
SAFE_DELETE(pBike);
SAFE_DELETE(pFactory);
// 宝马
pFactory = AFactory::CreateFactory(AFactory::FACTORY_TYPE::BMW_FACTORY);
pCar = pFactory->CreateCar();
pBike = pFactory->CreateBike();
cout << "Bmw factory - Car: " << pCar->Name() << endl;
cout << "Bmw factory - Bike: " << pBike->Name() << endl;
SAFE_DELETE(pCar);
SAFE_DELETE(pBike);
SAFE_DELETE(pFactory);
// 奥迪
pFactory = AFactory::CreateFactory(AFactory::FACTORY_TYPE::AUDI_FACTORY);
pCar = pFactory->CreateCar();
pBike = pFactory->CreateBike();
cout << "Audi factory - Car: " << pCar->Name() << endl;
cout << "Audi factory - Bike: " << pBike->Name() << endl;
SAFE_DELETE(pCar);
SAFE_DELETE(pBike);
SAFE_DELETE(pFactory);
getchar();
return 0;
}输出如下：
Benz factory - Car: Benz Car
Benz factory - Bike: Benz Bike
Bmw factory - Car: Bmw Car
Bmw factory - Bike: Bmw Bike
Audi factory - Car: Audi Car
Audi factory - Bike: Audi Bike
到这里，抽象工厂模式的基本框架已经有了，我们仅输出了具体产品的名字，其实还可以包含更多的信息，请根据需要自行扩展。