嵌入式C語言設(shè)計：抽象工廠模式編程解析

1 - 什么是抽象工廠模式？

前面兩篇文章，講述了工廠模式里面的兩種：簡單工廠模式和工廠方法模式，這兩種設(shè)計模式都有其各自的優(yōu)缺點和適用場景。

本篇文章繼續(xù)講述最后一種工廠模式，抽象工廠模式。（Abstract Factory Pattern）

抽象工廠模式，是一種為訪問類提供一個創(chuàng)建一組相關(guān)或相互依賴對象的接口，而且訪問類無需指定所要產(chǎn)品的具體類就能夠得到同族產(chǎn)品不同等級的產(chǎn)品的模式結(jié)構(gòu)。

如同前面兩種工廠模式說的那樣，你是一家工廠的CEO，剛剛起家的時候，只有一間工廠（簡單工廠模式）根據(jù)季節(jié)的不同，而生產(chǎn)不同的產(chǎn)品。

后來你賺翻了，干脆建起不同的工廠（工廠方法模式）來生產(chǎn)不同的產(chǎn)品。

然后發(fā)展到今天，干脆搞起自己的工程建筑團隊，自己搞定工廠的建設(shè)，喜歡建什么工廠就建什么工廠（抽象工廠模式）。

比如，A工廠，它不僅僅生產(chǎn)LCD，它還生產(chǎn)跟LCD一起配套的觸摸板，然后組裝成一個觸摸顯示模塊，B工廠也是一樣的道理。

那么，A工廠的LCD和觸摸板，組成了同一個公司內(nèi)的產(chǎn)品族，而A工廠的觸摸板和B工廠的觸摸板，就是不同公司的同一個產(chǎn)品等級。

通俗來說就是，抽象工廠模式主要是對工廠進行進一步的抽象，也就是說這家“抽象出來的工廠”是用來生產(chǎn)“工廠”的，它不生產(chǎn)具體的產(chǎn)品，

具體的產(chǎn)品由它生產(chǎn)出來的“產(chǎn)品工廠”完成，并且，“產(chǎn)品工廠”不僅僅只生產(chǎn)一種產(chǎn)品，還生產(chǎn)多種產(chǎn)品。

而A工廠和B工廠，是由抽象工廠進行構(gòu)建的，也就是說，在抽象工廠方法里面，會有A工廠和B工廠的抽象，會有同一個產(chǎn)品等級的抽象，也會有同一個產(chǎn)品族的抽象。

2 – 什么情況下要用抽象工廠模式？

在工廠方法模式里面，一個產(chǎn)品系列就對應(yīng)了一個工廠類，如LCD產(chǎn)品對應(yīng)lcd_factory，如果再新增一個產(chǎn)品系列，比如新增一個touch產(chǎn)品，就需要新增加與該產(chǎn)品對應(yīng)的工廠類touch_factory。

而在抽象工廠模式里面，是由一個工廠類構(gòu)建多個不同類型的產(chǎn)品，比如，a_factory既可以構(gòu)建LCD產(chǎn)品，也可以構(gòu)建touch產(chǎn)品。

對于這類情景，比如：LCD要和觸摸板綁定，形成一個觸摸屏模組，這個觸摸屏模組分別由不同的供應(yīng)商來提供，

比如，A公司提供適配好的觸摸屏模組（包含LCD和觸摸板），并且與B公司提供的觸摸屏模組不兼容，但我們在應(yīng)用層的時候，要同時適配A公司和B公司提供的觸摸屏模組，這個時候就可以用到抽象工廠模式。

因為我們在應(yīng)用層設(shè)計的時候，是盡量不關(guān)心模組本身的初始化以及具體的操作，我們是希望在應(yīng)用層中，使用同一個接口去適配不同廠家提供的觸摸屏模組。

3 – 如何使用抽象工廠模式？

具體的情景：比如有兩家工廠，A工廠和B工廠，它們同時擁有生產(chǎn)LCD和Touch觸摸板的能力，并且，A工廠生產(chǎn)的LCD只能跟A工廠生產(chǎn)的Touch觸摸板進行適配，A和B兩間工廠的產(chǎn)品，是不能相互適配的。

那么在軟件設(shè)計的時候，需要對LCD產(chǎn)品和Touch觸摸板產(chǎn)品進行抽象（分別聲明一個結(jié)構(gòu)體，如：struct lcd 和struct touch），還要對A、B兩家工廠的生產(chǎn)能力進行抽象，比如聲明結(jié)構(gòu)體 structlcd_touch_abstract_factory。

1、先創(chuàng)建兩個頭文件，用來聲明structlcd 和 struct touch 這兩種類型的產(chǎn)品，表示對這兩種產(chǎn)品進行具體抽象，注意，這只是一種產(chǎn)品的抽象，并不是具體產(chǎn)品的實例，為了簡潔表達，這兩個結(jié)構(gòu)體只實現(xiàn)了簡單的打印功能，具體的代碼如下圖所示。

2、然后再創(chuàng)建關(guān)于抽象工廠的結(jié)構(gòu)體structlcd_touch_abstract_factory，這個結(jié)構(gòu)體表示一家抽象的工廠，注意，這只是工廠的抽象，不是工廠的實例，需要用這個結(jié)構(gòu)體定義結(jié)構(gòu)體變量，才能算是工廠的實例，代碼如下圖所示。

3、有了LCD和觸摸板Touch這兩款產(chǎn)品的具體抽象，那么就可以為這兩家工廠生產(chǎn)出來的產(chǎn)品分別進行具體實例化，也就是，對于A工廠的LCD和觸摸板Touch，需要有對應(yīng)的產(chǎn)品a_lcd和a_touch，B工廠也是同樣的道理，代碼如下圖所示。

4、以A工廠生產(chǎn)的a_lcd為例，在a_lcd.h里面，主要聲明了一個a_lcd類，這個類繼承自lcd.h里面的父類，并且提供構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)，來進行a_lcd這款產(chǎn)品的創(chuàng)建和銷毀，a_lcd.h的代碼，如下圖所示。

5、在a_lcd.c這個文件里面，主要是對構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)的具體實現(xiàn)，還有就是實現(xiàn)了a_lcd這款產(chǎn)品的具體功能，這里只實現(xiàn)了一個簡單的打印功能，具體的代碼如下圖所示。

6、對于A工廠生產(chǎn)的a_touch產(chǎn)品，以及對于B工廠生產(chǎn)的b_lcd和b_touch，也是同樣的道理，可以用同樣的思路進行舉一反三的理解，這里限于篇幅，就不列出a_touch，b_lcd，b_touch的具體代碼了。

7、雖然有了具體的產(chǎn)品實例（a_lcd、a_touch、b_lcd、b_touch），也需要有具體的工廠實例，才能對產(chǎn)品進行構(gòu)建，前面已經(jīng)對工廠進行了抽象，那么，可以基于前面的工廠抽象，創(chuàng)建a_factory和b_factory這兩家工廠實例，如下圖所示。

8、以A工廠的實例a_factory進行分析（B工廠可以舉一反三），先創(chuàng)建一個a_factory.h頭文件，在里面聲明一個結(jié)構(gòu)體struct a_factory，這個結(jié)構(gòu)體繼承自前面的抽象工廠lcd_touch_abstract_factory_t，并提供A工廠的構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)，如下圖所示。

9、在a_factory.c文件里面，是對工廠的產(chǎn)品制造能力的具體實現(xiàn)（因為抽象工廠類里面，對這些能力進行了封裝），比如，創(chuàng)建LCD和銷毀LCD，創(chuàng)建觸摸板Touch和銷毀觸摸板Touch，然后在工廠的構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)里面，分別初始化工廠抽象類的接口。