设计模式学习－抽象工厂模式

模式概述：

提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需制定它们具体的类，抽象工厂(Abstract Factory)模式又称为Kit模式，属于对象创建型模式。

抽象工厂模式与工厂方法模式最大的区别在于：工厂方法模式针对的是一个产品等级结构，而抽象工厂模式则针对的是多个产品等级结构。所以在抽象工厂模式中经常会用到产品族这一概念，它指的是位于不同的产品等级结构中，并且功能互相关联的产品系列。

UML类图：

 

其中类与对象的关系为：

• AbstractFactory：抽象工厂
  声明生成抽象产品的方法
  
  
• ConcreteFactory：具体工厂
  执行生成抽象产品的方法，生成一个具体的产品
  
  
• AbstractProduct：抽象产品
  为一种产品声明接口
  
  
• Product：具体产品
  定义具体工厂生产的具体产品的对象，实现产品接口
  
  
• Client：客户
  应用程序，使用抽象产品和抽象工厂生成对象。

为了了解对象的创建和产品的生成过程，我们看一下抽象工厂典型应用的顺序图：

优势劣势：

抽象工厂模式主要优点是隔离了具体类的生成，使得客户不需要知道什么被创建了。由于这种隔离，使得更换一个具体的工厂变得相对容易，该模式符合GRASP纯虚构的模式，实现了高内聚。主要缺点是，在添加新的产品对象时，难以扩展抽象工厂，因为抽象工厂接口规定了所有可能被创建的产品集合，如果要支持新种类的产品，需要对工厂接口进行扩展，这就涉及到修改既有代码，违反了开闭原则。
 

应用场景：

这个模式想必大家都十分熟悉，在开发中也会经常用到，比如说多数据库支持，另外在下面的情景，可以考虑使用抽象工厂模式：

1. 系统需要屏蔽有关对象如何创建、如何组织和如何表示
2. 系统需要由关联的多个对象来构成
3. 有关联的多个对象需要一起应用并且它们的约束是强迫的，不可分离的
4. 提供一组对象而不显示它们的实现过程，只显示它们的接口 

应用示例：

下面实现一个有信息保存和日志保存的小模块，要求该模块可以方便的将保存的位置在数据库和XML之间进行切换。

由于保存的位置不定，所以信息保存和日志保存会针对不同的位置，有不同的处理形式，而针对一种保存方式而言，信息和日志的保存又形成一族，针对这些特点，我们采用抽象工厂模式来实现该模块。

首先，我们先将信息保存和日志保存抽象出来：

    public abstract class MessageDal
    {
        public abstract void SaveMessage();
    }

    public abstract class LogDal
    {
        public abstract void SaveLog();
    }

然后，我们根据不同的保存形式，分别实现抽象类：

    public class SqlMessageDal : MessageDal 
    {
        public override void SaveMessage()
        {
            Console.WriteLine("信息保存到数据库中");
        }
    }

    public class XmlMessageDal : MessageDal
    {
        public override void SaveMessage()
        {
            Console.WriteLine("信息保存到XML中");
        }
    }

    public class SqlLogDal : LogDal
    {
        public override void SaveLog()
        {
            Console.WriteLine("日志保存到数据库中");
        }
    }

    public class XmlLogDal : LogDal
    {
        public override void SaveLog()
        {
            Console.WriteLine("日志保存到XML中");
        }
    }

下面就该实现我们的抽象工厂及实际工厂了：

    public abstract class AbstractFactory 
    {
        public abstract MessageDal CreateMessageDal();
        public abstract LogDal CreateLogDal();
    }

    public class SqlFactory : AbstractFactory {
        public override MessageDal CreateMessageDal()
        {
            return new SqlMessageDal();
        }
        public override LogDal CreateLogDal()
        {
            return new SqlLogDal();
        }
    }

    public class XmlFactory : AbstractFactory {
        public override MessageDal CreateMessageDal()
        {
            return new XmlMessageDal();
        }

        public override LogDal CreateLogDal()
        {
            return new XmlLogDal();
        }
    }

客户端调用如下：

    class Client
    {
        static void Main() {
            AbstractFactory factory = new SqlFactory();
            MessageDal msg = factory.CreateMessageDal();
            LogDal log = factory.CreateLogDal();
            msg.SaveMessage();
            log.SaveLog();
            factory = new XmlFactory();
            msg = factory.CreateMessageDal();
            log = factory.CreateLogDal();
            msg.SaveMessage();
            log.SaveLog();
            Console.ReadLine();
        }
    }

至此我们的小模块实现完成了，保存位置修改，只需生成不同的工厂实例就可以了。

实际的生产环境，我们肯定一般只需要保存到一个位置，上面的客户端代码为了演示，将2个位置都保存了，代码中，为了切换到XML保存，我们还是修改了客户端代码，作为一个有追求的码农，这是我们不想看到的。所以，我们采用反射修改一下我们的客户端调用代码：

        static void Main() {
            AbstractFactory factory = (AbstractFactory)Assembly.Load("Gof").CreateInstance("Gof.AbstractFactory.SqlFactory");
            MessageDal msg = factory.CreateMessageDal();
            LogDal log = factory.CreateLogDal();
            msg.SaveMessage();
            log.SaveLog();
            Console.ReadLine();
        }

由于创建实际工厂采用了反射形式，所以现在我们可以通过配置文件决定我们的保存位置了，客户端代码也就无需修改了。这里不在赘述...