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抽象工厂模式
在工厂方法模式中每一个具体工厂都只需要生产一种具体产品,但是在抽象工厂模式中一个具体工厂可以生产一组相关的具体产品,这样一组产品成为产品族,产品族中的每一个产品都属于某一个产品继承等级结构.
产品等级与产品族
工厂方法模式通过引入工厂等级结构解决了简单工厂模式中工厂类职责太重的问题,但是由于工厂模式中的每个具体工厂都只有一个或者一组重载的工厂方法,只能生存一种产品,可能会导致系统中存在大量的工厂类,有时候可能需要一个工厂可以提供多种产品对象,而不是单一的产品对象.
为了理解抽象工厂模式,引入两个概念:
- 产品等级结构:产品等级结构即产品的继承结构.
- 产品族:在抽象工厂模式中,产品族是指由同一个工厂生产的位于不同产品等级结构中的一组产品.
只要指明一个产品所处的产品族以及它所属的等级结构就可以唯一确定这个产品.
抽象工厂模式概述
当系统所提供的工厂生产的具体产品并不是一个简单的对象,而是多个位于不同产品等级结构,属于不同类型的具体产品时就可以使用抽象工厂模式.
工厂方法模式针对的是一个产品等级机构,而抽象工厂模式需要面对多个产品等级结构.
抽象工厂模式为创建一组对象提供了一种解决方案.与工厂方法模式相比,抽象工厂模式中的具体工厂不是只创建一种产品,它负责创建一族产品.
抽象工厂模式:提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口,而无须指定它们具体的类.
抽象工厂模式结构
抽象工厂模式包含4个角色:
- 抽象工厂
- 具体工厂
- 抽象产品
- 具体产品
抽象工厂模式实现
抽象工厂可以是接口,也可以是抽象类或者具体类:
public interface AbstractFactory{
public AbstractProductA createProductA(); //工厂方法一
public AbstractProductB createProductB(); //工厂方法二
...
}
具体工厂实现了抽象工厂,每一个具体的工厂方法可以返回一个特定的产品对象,而同一个具体工厂所创建的产品对象构成了一个产品族.
public class ConcreteFactory1 implements AbstractFactory{
//工厂方法一
public AbstractProductA createProductA(){
return new ConcreteProductA1();
}
//工厂方法二
public AbstractProductB createProductB(){
return new ConcreteProductB1();
}
...
}
开闭原则的倾斜性
在抽象工厂模式中增加新的产品族很方便,但是增加新的产品等级结构很麻烦,抽象工厂模式的这种性质称为开闭原则的倾斜性.
- 增加产品族时,抽象工厂模式很好地支持了开闭原则,只需要增加具体产品并对应增加一个新的具体工厂,对已有代码无须做任何修改.
- 增加新的产品等级结构时,需要修改所有的工厂角色,包括抽象工厂类,违背了开闭原则.
因此,要求设计人员在设计之初就能够考虑全面,不会在设计完成之后再向系统中增加新的产品等级结构,也不会删除已有的产品等级结构,否则将会导致系统出现较大的修改,为后续维护工作带来诸多麻烦.
抽象工厂模式优/缺点与适用环境
Java语言中的AWT(抽象窗口工具包)中就使用了抽象工厂模式.
抽象工厂模式的优点:
- 抽象工厂模式隔离了具体类的生成,使得客户端并不需要知道什么被创建.更换一个具体工厂就变得相对容易.
- 当一个产品族中的多个对象被设计成一起工作时,它能够保证客户端始终只使用同一个产品族中的对象.
- 增加新的产品族很方便,无须修改已有系统,符合开闭原则.
抽象工厂模式的缺点:
- 增加新的产品等级结构麻烦,需要对原有系统进行较大的修改,甚至需要修改抽象层代码,这显然会带来较大的不便,违背了开闭原则.
抽象工厂模式适用环境:
- 一个系统不应当依赖于产品类实例如何被创建,组合和表达的细节,这对于所有类型的工厂模式都是很重要的,用户无须关心对象的创建过程,将对象的创建和使用解耦.
- 系统中有多于一个的产品族,而每次只使用某一产品族,可以通过配置文件等方式来使用户能够动态改变产品族,也可以很方便地增加新的产品族.
- 属于同一个产品族的产品将在一起使用,这一约束必须在系统的设计中体现出来.
- 产品等级结构稳定,在设计完成之后不会向系统中增加新的产品等级结构或者删除已有的产品等级结构.
小结
- 在抽象工厂模式中,产品等级结构即产品的继承结构,产品族是指由同一个工厂生产的位于不同产品等级结构中的一组产品.
- 抽象工厂模式提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口,而无须指定它们具体的类.抽象工厂模式是一种对象创建型模式.
- 抽象工厂模式包含抽象工厂,具体工厂,抽象产品和具体产品4个角色.其中,抽象工厂声明了一组用于创建一族产品的方法,每一个方法对应一种产品;具体工厂实现了在抽象工厂中声明的创建产品的方法,生成一组具体产品,这些产品构成了一个产品族,每一个产品都位于某个产品等级结构中;抽象产品为每种产品声明接口,在抽象产品中声明了产品所具有的业务方法;具体产品定义具体工厂生产的具体产品对象,实现抽象产品接口中声明的业务方法.
- 抽象工厂模式的优点主要是隔离了具体类的生成,使得客户端并不需要知道什么被创建;当一个产品族中的多个对象被设计成一起工作时,它能够保证客户端始终只使用同一个产品族中的对象;增加新的产品族很方便,无须修改已有系统,符合开闭原则.其缺点主要是增加新的产品等级结构麻烦,需要对原有系统进行较大的修改,甚至需要修改抽象层代码,这显然会带来较大的不便,违背了开闭原则.
- 抽象工厂模式适用于以下环境:一个系统不应当依赖于产品类实例如何被创建,组合和表达的细节;系统中有多于一个的产品族,而每次只使用某一产品族;属于同一个产品族的产品将在一起使用,这一约束必须在系统的设计中体现出来;产品等级结构稳定,在设计完成之后不会向系统中增加新的产品等级结构或者删除已有的产品等级结构.
- 抽象工厂模式以一种倾斜的方式来满足开闭原则.对于增加新的产品族,抽象工厂模式很好地支持了开闭原则;对于增加新的产品等级结构,需要修改所有的工厂角色,违背了开闭原则.
