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引言
一、抽象工厂模式概述
二、抽象工厂模式的应用
三、抽象工厂模式的适用场景
四、抽象工厂模式的优缺点
五、总结 引言 抽象工厂设计模式是一种创建型设计模式#xff0c;旨在解决一系列相互依赖对象的创建问题。它与工厂方法模式密切相关#xff0c;但在应用…目录
引言
一、抽象工厂模式概述
二、抽象工厂模式的应用
三、抽象工厂模式的适用场景
四、抽象工厂模式的优缺点
五、总结 引言 抽象工厂设计模式是一种创建型设计模式旨在解决一系列相互依赖对象的创建问题。它与工厂方法模式密切相关但在应用场景和实现方式上有显著区别。本文将通过理论讲解和代码示例深入探讨抽象工厂模式的核心思想、适用场景及其优缺点。 一、抽象工厂模式概述
1 核心思想 抽象工厂模式通过定义一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口将具体对象的创建工作封装到具体的工厂类中。它强调面向接口编程支持多种变化需求同时确保生成的对象的关联性和兼容性。
2与工厂方法模式的关系
工厂方法模式解决单一对象的创建问题通过子类化实现对象的创建。 抽象工厂模式解决一系列相互依赖对象的创建问题通过一个工厂类创建多个相关对象。
3主要解决的问题 避免直接使用 new 操作符导致的对象绑定问题。 支持多种变化需求如多种数据库、多种产品系列。 确保生成的对象的关联性和兼容性。
4数据库访问层示例
需求分析 在数据库访问层中通常需要创建以下对象 数据库连接IDbConnection 命令对象IDbCommand 数据读取器对象IDataReader 不同数据库如 MySQL、SQL Server需要不同的实现类。如果直接使用 new 关键字创建对象会导致代码与具体数据库绑定难以支持多种数据库。
面向接口编程 通过定义接口 IDbConnection、IDbCommand 和 IDataReader实现面向接口编程。具体数据库的连接、命令和读取器类继承自这些接口从而支持多种数据库的实现。
工厂方法模式的局限性 工厂方法模式可以解决单一对象的创建问题但不适用于创建多个相互依赖的对象。例如不同工厂可能创建不兼容的对象组合导致错误。 二、抽象工厂模式的应用
1解决对象组合问题 抽象工厂模式将多个相互依赖对象的创建工作合并到一个工厂类中。通过一个工厂类创建所有相关对象确保对象之间的兼容性。
2代码示例 以下是一个简单的抽象工厂模式实现示例展示了如何创建一组相关对象。 Abstract Factory模式的核心价值在于通过抽象工厂接口将一组相关或依赖对象的创建过程统一封装到具体工厂类ConcreteFactory中。这种集中化的对象创建机制不仅符合单一职责原则更重要的是通过消除分散的创建逻辑显著降低了系统在对象实例化层面的维护复杂度为产品族的扩展提供了规范的框架基础。 产品类定义
// Product.h
#ifndef _PRODUCT_H_
#define _PRODUCT_H_class AbstractProductA {
public:virtual ~AbstractProductA();
protected:AbstractProductA();
};class AbstractProductB {
public:virtual ~AbstractProductB();
protected:AbstractProductB();
};class ProductA1 : public AbstractProductA {
public:ProductA1();~ProductA1();
};class ProductA2 : public AbstractProductA {
public:ProductA2();~ProductA2();
};class ProductB1 : public AbstractProductB {
public:ProductB1();~ProductB1();
};class ProductB2 : public AbstractProductB {
public:ProductB2();~ProductB2();
};#endif // ~_PRODUCT_H_
工厂类定义
// AbstractFactory.h
#ifndef _ABSTRACTFACTORY_H_
#define _ABSTRACTFACTORY_H_class AbstractProductA;
class AbstractProductB;class AbstractFactory {
public:virtual ~AbstractFactory();virtual AbstractProductA* CreateProductA() 0;virtual AbstractProductB* CreateProductB() 0;
protected:AbstractFactory();
};class ConcreteFactory1 : public AbstractFactory {
public:ConcreteFactory1();~ConcreteFactory1();AbstractProductA* CreateProductA();AbstractProductB* CreateProductB();
};class ConcreteFactory2 : public AbstractFactory {
public:ConcreteFactory2();~ConcreteFactory2();AbstractProductA* CreateProductA();AbstractProductB* CreateProductB();
};#endif // ~_ABSTRACTFACTORY_H_
工厂类实现
// AbstractFactory.cpp
#include AbstractFactory.h
#include Product.h
#include iostream
using namespace std;AbstractFactory::AbstractFactory() {}
AbstractFactory::~AbstractFactory() {}ConcreteFactory1::ConcreteFactory1() {}
ConcreteFactory1::~ConcreteFactory1() {}
AbstractProductA* ConcreteFactory1::CreateProductA() {return new ProductA1();
}
AbstractProductB* ConcreteFactory1::CreateProductB() {return new ProductB1();
}ConcreteFactory2::ConcreteFactory2() {}
ConcreteFactory2::~ConcreteFactory2() {}
AbstractProductA* ConcreteFactory2::CreateProductA() {return new ProductA2();
}
AbstractProductB* ConcreteFactory2::CreateProductB() {return new ProductB2();
}
测试程序
// main.cpp
#include AbstractFactory.h
#include iostream
using namespace std;int main(int argc, char* argv[]) {AbstractFactory* cf1 new ConcreteFactory1();cf1-CreateProductA();cf1-CreateProductB();AbstractFactory* cf2 new ConcreteFactory2();cf2-CreateProductA();cf2-CreateProductB();return 0;
} 从实现层面来看Abstract Factory模式通过具体工厂类ConcreteFactory1对产品对象的创建过程进行封装。在测试用例中可见当需要构建一组相关联的产品对象如ProductA1、ProductA2时客户端仅需依赖统一的工厂接口进行操作而无需关注具体产品的实例化细节。这种设计不仅降低了代码的耦合度更重要的是将原本分散在各处的对象创建逻辑集中管理显著提升了系统的可维护性和扩展性。 在理解设计模式的过程中区分Abstract Factory模式与Factory模式的概念差异是一个关键的学习点。本质上Abstract Factory模式旨在为一系列具有关联性或依赖关系的对象族提供统一的创建接口它关注的是产品家族的创建逻辑而Factory模式则专注于单一类型对象的实例化过程通过将对象的创建延迟到子类来实现扩展性其核心是单一产品的创建机制。从实现角度来看Abstract Factory模式通常以Factory模式为基础通过具体工厂类ConcreteFactory1来实现对多个关联产品的协同创建这种层次化的设计体现了模式间的组合应用。 三、抽象工厂模式的适用场景
1一系列相互依赖对象的创建 抽象工厂模式适用于需要创建一组相关对象的场景例如 数据库访问层中的连接、命令和读取器对象。 游戏开发中的不同等级怪物及其相关对象。
2支持多系列对象的需求变化 当需求变化时抽象工厂模式可以轻松支持更多系列对象的创建工作而无需修改现有代码。 四、抽象工厂模式的优缺点
优点 高内聚性将相关对象的创建集中在一个工厂类中提高代码的内聚性。 易于扩展支持新增系列对象的创建符合开闭原则。 降低耦合通过面向接口编程降低客户端与具体实现类的耦合。
缺点 难以应对新对象的需求变动如果需要新增对象类型可能需要修改抽象工厂接口及其所有实现类。 复杂性增加随着系列对象的增多工厂类的数量也会增加导致系统复杂性上升。 五、总结 抽象工厂模式是一种强大的设计模式适用于解决一系列相互依赖对象的创建问题。它通过面向接口编程和封装对象创建逻辑提高了代码的灵活性和可维护性。然而在面对新对象需求变动时抽象工厂模式可能显得不够灵活。因此在实际开发中应根据具体需求选择合适的设计模式。
