抽象工厂

✍ dations ◷ 2024-12-23 04:14:46 #软件设计模式

抽象工厂模式(英语:Abstract factory pattern)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。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。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。

举个例子来说,比如一个抽象工厂类叫做DocumentCreator(文档创建器),此类提供创建若干种产品的接口,包括createLetter()(创建信件)和createResume()(创建简历)。其中,createLetter()返回一个Letter(信件),createResume()返回一个Resume(简历)。系统中还有一些DocumentCreator的具体实现类,包括FancyDocumentCreatorModernDocumentCreator。这两个类对DocumentCreator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FancyDocumentCreator的实例可以创建FancyLetterFancyResume,用ModernDocumentCreator的实例可以创建ModernLetterModernResume)。这些具体的“信件”和“简历”类均继承自抽象类,即LetterResume类。客户端需要创建“信件”或“简历”时,先要得到一个合适的DocumentCreator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DocumentCreator中得到了LetterResume类的引用,而不是具体类的对象引用。

“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。

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”。

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。”

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:

Abstract Factory in LePUS3.png

Abstract factory.svg

GuiFactory接口中的createButton方法返回Button类型的对象。返回Button的哪种实现依赖于使用GuiFactory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创建一个工厂 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。

我们的产品结构是这样的

class Button; // Abstract Classclass MacButton: public Button {};class WinButton: public Button {};class Border; // Abstract Classclass MacBorder: public Border {};class WinBorder: public Border {};

对应的工厂是这样的

class AbstractFactory {public:    virtual Button* CreateButton() =0;    virtual Border* CreateBorder() =0;};class MacFactory: public AbstractFactory {public:    MacButton* CreateButton() { return new MacButton; }    MacBorder* CreateBorder() { return new MacBorder; }};class WinFactory: public AbstractFactory {public:    WinButton* CreateButton() { return new WinButton; }    WinBorder* CreateBorder() { return new WinBorder; }};

那么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->CreateButton();Border* border = fac->CreateBorder();

PHP

<?php/*************************************************************************** *              AbstractFactory.php *              ------------------- *   Time  :    2006-11-11 *   Coder :    rollenc(http://www.rollenc.com) *              syre(http://syre.blogbus.com) ***************************************************************************/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 Button{}class Border{}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";	}}?>

那么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

<?$type = 'Mac'; //value by user.if(!in_array($type, array('Win','Mac')))    die('Type Error');$factoryClass = $type.'Factory';$factory=new $factoryClass;$factory->CreateButton();$factory->CreateBorder();?>

Java

public interface Button {}public interface Border {}
public class MacButton implements Button {}public class MacBorder implements Border {}public class WinButton implements Button {}public class WinBorder implements Border {}
public class MacFactory {	public static Button createButton() {	    return new MacButton();	}	public static Border createBorder() {	    return new MacBorder();	}}
public class WinFactory {	public static Button createButton() {	    return new WinButton();	}	public static Border createBorder() {	    return new WinBorder();	}}

适用性

在以下情况可以考虑使用抽象工厂模式:


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