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设计模式系列之抽象工厂模式
重新思考一下前两篇文章提到的芯片设计软件，factory method模式可以通过实例化 RoundFactory，RecFactory和TriFactory来分别实现 MaskRound， MaskRec和MaskTri对象，将在掩模上设计圆形，矩形和三角形的功能延迟到子类当中，不过 MaskRound，MaskRec和MaskTri都继承自同一种Mask，假设现在光刻技术有了新的突破，需要在新的类型的Mask上设计芯片图形，factory method就无能为力了，这就要用到本文讲的abstract factory模式。
假设现在有两种掩模，maskA和maskB，abstract factory模式的类结构图如下：
maskA和maskB是两个独立的产品系列，具有独立的 MaskRound，MaskRec和MaskTri子类。 FigureFactory分别定义 CreateFigureA和 CreateFigureB创建maksA和maskB的图形。
代码实现如下：
//maskA.hpp#ifndef MASKA_HPP#define MASKA_HPPclass MaskAFigure{ public: virtual ~MaskAFigure()=0; protected: MaskAFigure();};class MaskARound:public MaskAFigure { public: MaskARound(); ~MaskARound();};class MaskARec:public MaskAFigure { public: MaskARec(); ~MaskARec();};class MaskATri:public MaskAFigure { public: MaskATri(); ~MaskATri();};#endif//maskA.cpp#include <iostream>#include "maskA.hpp"using std::cout;using std::endl;MaskAFigure::MaskAFigure() {}MaskAFigure::~MaskAFigure() {}MaskARound::MaskARound() { cout<<"Draw roundness on MaskA"<<endl;}MaskARound::~MaskARound() {}MaskARec::MaskARec() { cout<<"Draw rectangle on MaskA"<<endl;}MaskARec::~MaskARec() {}MaskATri::MaskATri() { cout<<"Draw triangle on MaskA"<<endl;}MaskATri::~MaskATri() {}//maskB.hpp#ifndef MASKB_HPP#define MASKB_HPPclass MaskBFigure{ public: virtual ~MaskBFigure()=0; protected: MaskBFigure();};class MaskBRound:public MaskBFigure { public: MaskBRound(); ~MaskBRound();};class MaskBRec:public MaskBFigure { public: MaskBRec(); ~MaskBRec();};class MaskBTri:public MaskBFigure { public: MaskBTri(); ~MaskBTri();};#endif//maskB.cpp#include <iostream>#include "maskB.hpp"using std::cout;using std::endl;MaskBFigure::MaskBFigure() {}MaskBFigure::~MaskBFigure() {}MaskBRound::MaskBRound() { cout<<"Draw roundness on MaskB"<<endl;}MaskBRound::~MaskBRound() {}MaskBRec::MaskBRec() { cout<<"Draw rectangle on MaskB"<<endl;}MaskBRec::~MaskBRec() {}MaskBTri::MaskBTri() { cout<<"Draw triangle on MaskB"<<endl;}MaskBTri::~MaskBTri() {}//abstractfactory.hpp#ifndef ABSTRACT_MASKFACTORY_HPP#define ABSTRACT_MASKFACTORY_HPP#include "maskB.hpp"#include "maskA.hpp"class FigureFactory { public: virtual ~FigureFactory()=0; virtual MaskAFigure* CreateFigureA()=0; virtual MaskBFigure* CreateFigureB()=0; protected: FigureFactory();};class RoundFactory:public FigureFactory { public: RoundFactory(); ~RoundFactory(); MaskARound* CreateFigureA(); MaskBRound* CreateFigureB();};class RecFactory:public FigureFactory { public: RecFactory(); ~RecFactory(); MaskARec* CreateFigureA(); MaskBRec* CreateFigureB();};class TriFactory:public FigureFactory { public: TriFactory(); ~TriFactory(); MaskATri* CreateFigureA(); MaskBTri* CreateFigureB();};#endif//abstractfactory.cpp#include <iostream>#include "abstractfactory.hpp"using std::cout;using std::endl;FigureFactory::FigureFactory() {}FigureFactory::~FigureFactory() {}RoundFactory::RoundFactory() { cout<<"Init RoundFactory"<<endl;}RoundFactory::~RoundFactory() {}MaskARound* RoundFactory::CreateFigureA() { return new MaskARound();}MaskBRound* RoundFactory::CreateFigureB() { return new MaskBRound();}RecFactory::RecFactory() { cout<<"Init RecFactory"<<endl;}RecFactory::~RecFactory() {}MaskARec* RecFactory::CreateFigureA() { return new MaskARec();}TriFactory::TriFactory() { cout<<"Init TriFactory"<<endl;}TriFactory::~TriFactory() {}MaskATri* TriFactory::CreateFigureA() { return new MaskATri();}MaskBTri* TriFactory::CreateFigureB() { return new MaskBTri();}//main.cpp#include <iostream>#include <memory>#include "abstractfactory.hpp"using std::cout;using std::endl;using std::shared_ptr;int main() { shared_ptr<RoundFactory> rof(new RoundFactory()); shared_ptr<MaskARound> maro(rof->CreateFigureA()); shared_ptr<MaskBRound> mbro(rof->CreateFigureB()); shared_ptr<RecFactory> ref(new RecFactory()); shared_ptr<MaskARec> mare(ref->CreateFigureA()); shared_ptr<MaskBRec> mbre(ref->CreateFigureB()); shared_ptr<TriFactory> tif(new TriFactory()); shared_ptr<MaskATri> matr(tif->CreateFigureA()); shared_ptr<MaskBTri> mbtr(tif->CreateFigureB());}
abstract factory适用于：
1. 系统独立于产品创建，组合和表示时
2. 系统具有多个产品系列
3. 强调一系列相关产品的设计
4. 使用产品类库，只想显示接口
同时具有一些优缺点：
1. 方便更换产品系列，只要更换factory对象即可。
2. 有利于产品的一致性，每种factory只支持创建一个系列对象。
3. 难以支持新新产品。继承的接口确定了可以被创建的对象集合，有新添加的类型时，必须扩展接口，涉及到所有子类的改变，一个更加灵活但不太安全的方法是参数化创建对象的函数。
Abstract factory大部分情况下是用factory method模式实现的，但是也可以用上篇文章中的prototype模式实现。由于每个factory都负责同一系列对象创建，通常实现为singleton。
设计模式系列之抽象工厂模式
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