3 创建型模式-----抽象工厂模式

附加概念:

产品等级结构：不同品牌的同一类产品，如Haier电视机，TCL电视机都是电视机，因此属于同一个产品等级结构。

产品族：属于同一个品牌的所有产品，如Haier电视机，Haier冰箱等。

模式动机：工厂方法模式一般针对的是一个产品等级结构（如仅生产电视机），而抽象工厂模式针对的是多个产品等级结构（如不仅生产电视机，还生产空调）。

模式定义：一个具体工厂可以创建一个产品族的所有产品，又称为Kit模式。

模式结构图：

模式实例：

一个电器工厂负责生产电视机和空调，其中包括Haier系列和TCL系列，使用抽象模式设计如下：

1>  定义一个抽象工厂类EFactory，其中提供生产电视机和空调的接口；

2>  分别定义工厂子类HaierFactory和TCLFactory实现具体的生产电视机和空调的方法；

3>  定义一个电视机接口Television；

4>  定义具体品牌的电视机类HaierTelevision和TCLTelevision分别实现电视机接口Television；

5>  定义一个空调接口AirConditioner；

6>  定义具体品牌的空调类HaierConditioner和TCLConditioner分别实现电视机接口Conditioner；

其模式结构图如下：

模式代码：

bt_抽象工厂模式.h：

  1 #ifndef AFP_H
  2 #define AFP_H
  3
  4 #include <iostream>
  5
  6 /* **************************产品接口********************************** */
  7 class Television                                    // 定义电视机产品接口
  8 {
  9 public:
 10     virtual ~Television();
 11     virtual void play() = 0;
 12 };
 13 Television::~Television(){ }
 14
 15 class AirConditioner                                // 定义空调产品接口
 16 {
 17 public:
 18     virtual ~AirConditioner();
 19     virtual void changeTemperature() = 0;
 20 };
 21 AirConditioner::~AirConditioner(){ }
 22
 23 /* **************************Haier产品类********************************** */
 24 class HaierTelevision : public Television           // 具体的Haier电视机类
 25 {
 26 public:
 27     virtual void play();
 28 };
 29 void HaierTelevision::play(){ }
 30
 31 class HaierAirConditioner : public AirConditioner  // 具体的Haier空调类
 32 {
 33 public:
 34     virtual void changeTemperature();
 35 };
 36 void HaierAirConditioner::changeTemperature(){ }
 37
 38 /* **************************TCL产品类********************************** */
 39 class TCLTelevision : public Television           // 具体的TCL电视机类
 40 {
 41 public:
 42     virtual void play();
 43 };
 44 void TCLTelevision::play(){ }
 45
 46 class TCLAirConditioner : public AirConditioner   // 具体的TCL空调类
 47 {
 48 public:
 49     virtual void changeTemperature();
 50 };
 51 void TCLAirConditioner::changeTemperature(){ }
 52
 53
 54
 55 /* **************************工厂接口************************************** */
 56
 57 class EFactory                                             // 定义抽象工厂
 58 {
 59 public:
 60     virtual ~EFactory();
 61     virtual Television* produceTelevision() = 0;           // 生产电视机的接口
 62     virtual AirConditioner* produceAirConditioner() = 0;   // 生产空调的接口
 63 };
 64 EFactory::~EFactory(){ }
 65
 66 /* **************************Haier工厂类********************************** */
 67 class HaierFactory : public EFactory        　　　　　　　　　// 定义生产Haier产品系列的工厂
 68 {
 69 public:
 70     virtual Television* produceTelevision();            　　// 生产Haier电视机
 71     virtual AirConditioner* produceAirConditioner();    　　// 生产Haier空调
 72 };
 73 Television* HaierFactory::produceTelevision()
 74 {
 75     std::cout << "生产了一台Haier电视机" << std::endl;
 76     return new HaierTelevision;
 77 }
 78 AirConditioner* HaierFactory::produceAirConditioner()
 79 {
 80     std::cout << "生产了一台Haier空调" << std::endl;
 81     return new HaierAirConditioner;
 82 }
 83
 84 /* **************************TCL工厂类********************************** */
 85 class TCLFactory : public EFactory        　　　　　　　　　　// 定义生产TCL产品系列的工厂
 86 {
 87 public:
 88     virtual Television* produceTelevision();            　　// 生产TCL电视机
 89     virtual AirConditioner* produceAirConditioner();    　　// 生产TCL空调
 90 };
 91 Television* TCLFactory::produceTelevision()
 92 {
 93     std::cout << "生产了一台TCL电视机" << std::endl;
 94     return new TCLTelevision;
 95 }
 96 AirConditioner* TCLFactory::produceAirConditioner()
 97 {
 98     std::cout << "生产了一台TCL空调" << std::endl;
 99     return new TCLAirConditioner;
100 }
101
102 #endif // AFP_H

bt_抽象工厂模式.cpp：

 1 #include <iostream>
 2 #include "bt_抽象工厂模式.h"
 3
 4 using namespace std;
 5
 6 int main()
 7 {
 8     // 客户端生产电视机时只需和抽象工厂与抽象电视机交互即可
 9     EFactory* factory;
10     factory = new HaierFactory;             // Haier工厂
11     Television* tv;
12     AirConditioner* ac;
13     tv = factory->produceTelevision();      // 多态调用：生产Haier电视机
14     ac = factory->produceAirConditioner();  // 多态调用：生产Haier空调
15
16     factory = new TCLFactory;               // TCL工厂
17     tv = factory->produceTelevision();      // 多态调用：生产TCL电视机
18     ac = factory->produceAirConditioner();  // 多态调用：生产TCL空调
19
20     delete factory;
21     delete tv;
22     delete ac;
23
24     return 0;
25 }

模式优缺点：

添加新的产品族（即一个新的品牌）比较容易，此时只需要定义新的工厂和产品类即可；但增加产品等级（即原有品牌的种类）比较麻烦，此时必须修改抽象工厂以添加新种类的生产接口，同时所有已有的产品族工厂也要修改，这就违背了“开闭原则”。该模式具体应用中一般适合对象的多种状态同时发生变化时，比如操作系统中的主题管理程序等。

比较：

抽象工厂模式针对的是多个产品等级，而工厂方法模式针对的是一个产品等级，抽象工厂模式经过退化后完全可以变为工厂方法模式，甚至是简单工厂模式。