抽象工厂模式

抽象工厂模式（）是一种软件开发设计模式。抽象工厂模式提供了一种方式，可以将一组具有同一主题的单独的工厂封装起来。抽象工厂模式将一组对象的实现细节与他们的一般使用分离开来。
在正常使用中，客户端程序需要创建抽象工厂的具体实现，然后使用抽象工厂作为接口来创建这一主题的具体对象。客户端程序不需要知道（或关心）它从这些内部的工厂方法中获得对象的具体类型，因为客户端程序仅使用这些对象的通用接口。
概述.
工厂是创建产品（对象）的地方，其目的是将产品的创建与产品的使用分离。抽象工厂模式的目的，是将若干抽象产品的接口与不同主题产品的具体实现分离开。这样就能在增加新的具体工厂的时候，不用修改引用抽象工厂的客户端代码。
抽象工厂模式的实质是“提供接口，创建一系列相关或独立的对象，而不指定这些对象的具体类。”使用抽象工厂模式，能够在具体工厂变化的时候，不用修改使用工厂的客户端代码，甚至是在运行时。然而，使用这种模式或者相似的设计模式，可能给编写代码带来不必要的复杂性和额外的工作。正确使用设计模式能够抵消这样的“额外工作”。
举个例子来说，比如一个抽象工厂类叫做codice_1（文档创建器），此类提供创建若干种产品的接口，包括codice_2（创建信件）和codice_3（创建简历）。其中，codice_2返回一个codice_5（信件），codice_3返回一个codice_7（简历）。
系统中还有一些codice_1的具体实现类，包括codice_9和codice_10。这两个类对codice_1的两个方法分别有不同的实现，用来创建不同的“信件”和“简历”（用codice_9的实例可以创建codice_13和codice_14，用codice_10的实例可以创建codice_16和codice_17）。这些具体的“信件”和“简历”类均继承自抽象类，即codice_5和codice_7类。
客户端需要创建“信件”或“简历”时，先要得到一个合适的codice_1实例，然后调用它的方法。一个工厂中创建的每个对象都是同一个主题的（“fancy”或者“modern”）。客户端程序只需要知道得到的对象是“信件”或者“简历”，而不需要知道具体的主题，因此客户端程序从抽象工厂codice_1中得到了codice_5或codice_7类的引用，而不是具体类的对象引用。
结构.
在上面的UML类图中，codice_24类要求codice_25和codice_26对象，但它不直接的实例化codice_27和codice_28类。codice_24转而提及codice_30接口来创建对象，这使得codice_24独立于如何创建对象（哪个具体具体类被实例化）。codice_32类通过实例化codice_27和codice_28类来实现codice_30接口。
UML序列图展示了运行时交互：codice_24对象调用codice_37于codice_32对象之上，它创建并返回一个codice_27对象。此后，codice_24调用codice_41于codice_32之上，它创建并返回一个codice_28对象。
使用.
具体的工厂决定了创建对象的具体类型，而且工厂就是对象实际创建的地方（比如在C++中，用“new”操作符创建对象）。然而，抽象工厂只返回一个指向创建的对象的抽象引用（或指针）。
这样，客户端程序调用抽象工厂引用的方法，由具体工厂完成对象创建，然后客户端程序得到的是抽象产品的引用。如此使客户端代码与对象的创建分离开来。
因为工厂仅仅返回一个抽象产品的引用（或指针），所以客户端程序不知道（也不会牵绊于）工厂创建对象的具体类型。然而，工厂知道具体对象的类型；例如，工厂可能从配置文件中读取某种类型。这时，客户端没有必要指定具体类型，因为已经在配置文件中指定了。通常，这意味着：
代码举例.
codice_44接口中的codice_45方法返回codice_46类型的对象。返回codice_46的哪种实现依赖于使用codice_44的哪种实现。
需要注意的是，为了简洁起见，以上类图仅仅展示了创建一个类型对象的工厂。而在抽象工厂模式中，通常一个工厂能够创建若干种不同类型的对象。
假设我们有两种产品接口 Button 和 Border ，每一种产品都支持多种系列，比如 Mac 系列和 Windows 系列。这样每个系列的产品分别是 MacButton, WinButton, MacBorder, WinBorder 。为了可以在运行时刻创建一个系列的产品族，我们可以为每个系列的产品族建立一个工厂 MacFactory 和 WinFactory 。每个工厂都有两个方法 CreateButton 和 CreateBorder 并返回对应的产品，可以将这两个方法抽象成一个接口 AbstractFactory 。这样在运行时刻我们可以选择创建需要的产品系列。
C++.
下面是C++例子：
//产品结构
class Button; // Abstract Class
class MacButton: public Button {};
class WinButton: public Button {};
class Border; // Abstract Class
class MacBorder: public Border {};
class WinBorder: public Border {};
//对应的工厂
class AbstractFactory {
public:
 virtual Button* CreateButton() =0;
 virtual Border* CreateBorder() =0;
class MacFactory: public AbstractFactory {
public:
class WinFactory: public AbstractFactory {
public:
//客户可以根据需要选择Mac风格或者Win风格来创建Button或Border
AbstractFactory* fac;
switch (style) {
case MAC:
 fac = new MacFactory;
 break;
case WIN:
 fac = new WinFactory;
 break;
Button* button = fac-&gt;CreateButton();
Border* border = fac-&gt;CreateBorder();
Java.
Java的例子：
//定义接口
//实现抽象类
//实现工厂
public class MacFactory {
 public static Button createButton() {
 return new MacButton();
 public static Border createBorder() {
 return new MacBorder();
//客户使用
public class WinFactory {
 public static Button createButton() {
 return new WinButton();
 public static Border createBorder() {
 return new WinBorder();
Python.
Python的例子：
from abc import ABC, abstractmethod
class Button(ABC):
 @abstractmethod
 def paint(self): pass
class Border(ABC):
 @abstractmethod
 def paint(self): pass
class MacButton(Button):
 def paint(self):
 print("It is a MacButton.")
class MacBorder(Border):
 def paint(self):
 print("It is a MacBorder.")
class WinButton(Button):
 def paint(self):
 print("It is a WinButton.")
class WinBorder(Border):
 def paint(self):
 print("It is a WinBorder.")
class GUIFactory(ABC):
 @abstractmethod
 def create_button(self): pass
 @abstractmethod
 def create_border(self): pass
class MacFactory(GUIFactory):
 def create_button(self):
 return MacButton()
 def create_border(self):
 return MacBorder()
class WinFactory(GUIFactory):
 def create_button(self):
 return WinButton()
 def create_border(self):
 return WinBorder()
其执行：
»&gt; factory1 = WinFactory()
»&gt; factory1.create_button().paint()
It is a WinButton.
»&gt; factory1.create_border().paint()
It is a WinBorder.
»&gt; factory2 = MacFactory()
»&gt; factory2.create_button().paint()
It is a MacButton.
»&gt; factory2.create_border().paint()
It is a MacBorder.
PHP.
PHP的例子：
&lt;?php
abstract class AbstractFactory {
 abstract public function CreateButton();
 abstract public function CreateBorder();
class MacFactory extends AbstractFactory {
 public function CreateButton() {
 return new MacButton();
 public function CreateBorder() {
 return new MacBorder();
class WinFactory extends AbstractFactory {
 public function CreateButton() {
 return new WinButton();
 public function CreateBorder() {
 return new WinBorder();
class MacButton extends Button {
 function __construct() {
 echo 'MacButton is created' . "\n";
class MacBorder extends Border {
 function __construct() {
 echo 'MacBorder is created' . "\n";
class WinButton extends Button {
 function __construct() {
 echo 'WinButton is created' . "\n";
class WinBorder extends Border {
 function __construct() {
 echo 'WinBorder is created' . "\n";
客户可以根据需要选择Mac风格或者Win风格的Button或Border来创建。
&lt;?php
$type = 'Mac'; //value by user.
if(!in_array($type, array('Win','Mac')))
 die('Type Error');
$factoryClass = $type.'Factory';
$factory=new $factoryClass;
$factory-&gt;CreateButton();
$factory-&gt;CreateBorder();
适用性.
在以下情况可以考虑使用抽象工厂模式：