定義

為什麼使用抽象工廠模式

1. 產品族的一致性

• 抽象工廠模式確保同一產品族中的對象之間的一致性。

2. 部分遵循開閉原則

• 可以通過添加新的具體工廠類來擴展新的產品族，而不需要修改現有代碼，符合開閉原則。
• 增加新的產品類型時，需要修改抽象工廠介面及其所有具體實現，不完全符合開閉原則。

3. 隱藏對象創建細節

• 抽象工廠模式將具體產品的創建過程隱藏起來，客戶端只需要使用工廠提供的介面來獲取對象。

實現步驟

1. 定義抽象產品類

• 定義所有具體產品類的共同介面，客戶端將通過這個介面來使用具體產品。

2. 實現具體產品類

• 實現產品介面的具體產品類，這些類包含了產品的實際業務邏輯。

3. 定義抽象工廠類

• 定義一個抽象工廠類，包含用於創建一系列相關或依賴對象的抽象方法，子類將實現這些方法來創建具體產品對象。

4. 實現具體工廠類

• 繼承抽象工廠類並實現其抽象方法，具體工廠類負責創建具體產品對象。

優缺點和適用場景

優點

1. 產品族的一致性

• 確保同一產品族中的對象之間的一致性。

2. 部分符合開閉原則

• 可以通過添加新的具體工廠類來擴展新的產品族，符合開閉原則。

3. 隱藏對象創建細節

• 客戶端無需知道具體產品的創建過程，只需要通過工廠介面獲取對象。

缺點

1. 增加系統複雜性

• 引入了更多的類，增加了系統的複雜性。

2. 不完全符合開閉原則

• 增加新的產品類型時，需要修改抽象工廠介面及其所有具體實現，不完全符合開閉原則。

適用場景

1. 系統需要創建一系列相關或依賴的對象

• 當系統需要創建一系列相關或依賴的對象，並且確保這些對象之間的一致性時，適合使用抽象工廠模式。

2. 產品族擴展

• 當系統需要通過增加新的產品族來擴展功能，而不需要修改現有代碼時，適合使用抽象工廠模式。

簡單工廠模式、工廠方法模式與抽象工廠模式的比較

咖啡店的例子

#include <iostream>
#include <memory>
#include <string>


// 抽象產品類：咖啡
class Coffee {
public:
    virtual ~Coffee() {}
    virtual std::string getDescription() const = 0;
    virtual double cost() const = 0;
};


// 具體產品類：美式咖啡
class Americano : public Coffee {
public:
    std::string getDescription() const override {
        return "Americano";
    }
    double cost() const override {
        return 5.0;
    }
};


// 抽象產品類：咖啡杯
class CoffeeCup {
public:
    virtual ~CoffeeCup() {}
    virtual std::string getDescription() const = 0;
};


// 具體產品類：美式咖啡杯
class AmericanoCup : public CoffeeCup {
public:
    std::string getDescription() const override {
        return "Americano Cup";
    }
};


// 抽象產品類：咖啡勺
class CoffeeSpoon {
public:
    virtual ~CoffeeSpoon() {}
    virtual std::string getDescription() const = 0;
};


// 具體產品類：美式咖啡勺
class AmericanoSpoon : public CoffeeSpoon {
public:
    std::string getDescription() const override {
        return "Americano Spoon";
    }
};


// 抽象工廠類
class CoffeeFactory {
public:
    virtual ~CoffeeFactory() {}
    virtual std::shared_ptr<Coffee> createCoffee() const = 0;
    virtual std::shared_ptr<CoffeeCup> createCoffeeCup() const = 0;
    virtual std::shared_ptr<CoffeeSpoon> createCoffeeSpoon() const = 0;
};


// 具體工廠類：美式咖啡工廠
class AmericanoFactory : public CoffeeFactory {
public:
    std::shared_ptr<Coffee> createCoffee() const override {
        return std::make_shared<Americano>();
    }
    std::shared_ptr<CoffeeCup> createCoffeeCup() const override {
        return std::make_shared<AmericanoCup>();
    }
    std::shared_ptr<CoffeeSpoon> createCoffeeSpoon() const override {
        return std::make_shared<AmericanoSpoon>();
    }
};


int main() {
    // 創建美式咖啡及其配套杯子和勺子
    std::shared_ptr<CoffeeFactory> americanoFactory = std::make_shared<AmericanoFactory>();
    std::shared_ptr<Coffee> americano = americanoFactory->createCoffee();
    std::shared_ptr<CoffeeCup> americanoCup = americanoFactory->createCoffeeCup();
    std::shared_ptr<CoffeeSpoon> americanoSpoon = americanoFactory->createCoffeeSpoon();


    std::cout << "Coffee: " << americano->getDescription() << ", Cost: " << americano->cost() << std::endl;
    std::cout << "Cup: " << americanoCup->getDescription() << std::endl;
    std::cout << "Spoon: " << americanoSpoon->getDescription() << std::endl;


    return 0;
}