设计模式之抽象工厂模式（附带类似反射功能的实现/c++）

问题描述

假设我们要开发一款游戏， 当然为了吸引更多的人玩， 游戏难度不能太大（让大家都没有信心了，估计游戏也就没有前途了），但是也不能太简单（没有挑战性也不符合玩家的心理）。于是我们就可以采用这样一种处理策略： 为游戏设立等级，初级、中级、高级甚至有BT 级。 假设也是过关的游戏， 每个关卡都有一些怪物（ monster） 守着， 玩家要把这些怪物干掉才可以过关。 作为开发者， 我们就不得不创建怪物的类， 然后初级怪物、 中级怪物等都继承自怪物类（当然不同种类的则需要另创建类，但是模式相同）。在每个关卡， 我们都要创建怪物的实例，例如初级就创建初级怪物（ 有很多种类）、中级创建中级怪物等。可以想象在这个系统中， 将会有成千上万的怪物实例要创建， 问题是还要保证创建的时候不会出错：初级不能创建 BT 级的怪物（玩家就郁闷了，玩家一郁闷，游戏也就挂挂了），反之也不可以。

AbstractFactory 模式就是用来解决这类问题的：要创建一组相关或者相互依赖的对象。

UML类图

其关键就是将这一组对象的创建封装到一个用于创建对象的类（ ConcreteFactory）中， 维护这样一个创建类总比维护 n 多相关对象的创建过程要简单的多。

适用场合

工厂方法模式适用于产品种类结构单一的场合，为一类产品提供创建的接口；而抽象工厂方法适用于产品种类结构多的场合，主要用于创建一组（有多个种类）相关的产品，为它们提供创建的接口；就是当具有多个抽象角色时，抽象工厂便可以派上用场。

代码实现

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class IUser
{
public:
	virtual void getUser() = 0;
	virtual void setUser() = 0;
};

class SqlUser :public IUser
{
public:
	void getUser()
	{
		cout << "在sql中返回user" << endl;
	}
	void setUser()
	{
		cout << "在sql中设置user" << endl;
	}
};

class AccessUser :public IUser
{
public:
	void getUser()
	{
		cout << "在Access中返回user" << endl;
	}
	void setUser()
	{
		cout << "在Access中设置user" << endl;
	}
};

class IDepartment
{
public:
	virtual void getDepartment() = 0;
	virtual void setDepartment() = 0;
};

class SqlDepartment :public IDepartment
{
public:
	void getDepartment()
	{
		cout << "在sql中返回Department" << endl;
	}
	void setDepartment()
	{
		cout << "在sql中设置Department" << endl;
	}
};

class AccessDepartment :public IDepartment
{
public:
	void getDepartment()
	{
		cout << "在Access中返回Department" << endl;
	}
	void setDepartment()
	{
		cout << "在Access中设置Department" << endl;
	}
};

class IFactory
{
public:
	virtual IUser *createUser() = 0;
	virtual IDepartment *createDepartment() = 0;
};

class SqlFactory :public IFactory
{
public:
	IUser *createUser()
	{
		return new SqlUser();
	}
	IDepartment *createDepartment()
	{
		return new SqlDepartment();
	}
};

class AccessFactory :public IFactory
{
public:
	IUser *createUser()
	{
		return new AccessUser();
	}
	IDepartment *createDepartment()
	{
		return new AccessDepartment();
	}
};

/*************************************************************/

class DataAccess
{
private:
	static string db;
	//string db="access";
public:
	static IUser *createUser()
	{
		if (db == "access")
		{
			return new AccessUser();
		}
		else if (db == "sql")
		{
			return new SqlUser();
		}
	}
	static IDepartment *createDepartment()
	{
		if (db == "access")
		{
			return new AccessDepartment();
		}
		else if (db == "sql")
		{
			return new SqlDepartment();
		}
	}
};
string DataAccess::db = "sql";

/*************************************************************/

int main()
{
	//IFactory *factory=new SqlFactory();
	IFactory *factory;
	IUser *user;
	IDepartment *department;

	factory = new AccessFactory();
	user = factory->createUser();
	department = factory->createDepartment();

	user->getUser();
	user->setUser();
	department->getDepartment();
	department->setDepartment();

	user = DataAccess::createUser();
	department = DataAccess::createDepartment();

	user->getUser();
	user->setUser();
	department->getDepartment();
	department->setDepartment();

	return 0;
} 

运行结果：

抽象工厂模式的优缺点

优点：（1）易于切换产品系列，由于具体工厂类在一个应用中只需要在初始化的时候出现一次，使得改变具体工厂非常容易。（2）具体的创建实例过程与客户端分离，客户端通过他们的抽象接口操纵实例，产品的具体类名也被具体工厂的实现分离，不会出现在客户端代码中。---充分运用了开放封闭原则和依赖倒转原则。

缺点：（2）根据上例，抽象工厂模式可以很方便地切换两个数据库访问的代码，但是如果你的需求来自增加功能，比如增加项目表Project，就至少需要增加三个雷，IProject、SqlserverProject、AccessProject，而且还要更改IFactory、SqlserverFactory和AccessFactory才行。

优化

（1）用简单工厂来改进抽象工厂

参考文献：

《C++设计模式》

《大话设计模式》

可推荐博客：C++设计模式——抽象工厂模式

c++实现反射

C++实现反射机制