9 設計模式_抽象工廠(Abstract Factory)

Abstract Factory 抽象工廠

動機(motivation)

• 在軟件系統中，經常面臨着“一系列相互依賴的對象”的創建工作；同時，由於需求的變化，往往存在更多系列對象的創建工作.
• 如何應對這種變化？如何繞過常規的對象創建方法(new)，提供一種“封裝機制”來避免客戶程序和這種“多系列具體對象創建工作”的緊耦合。

模式定義

• 提供一個接口，讓該接口負責創建一系列“相關或者相互依賴的對象”，無需指定它們具體的類。

舉個例子

• 使用工廠方法時

//數據庫訪問有關的基類
class IDBConnection{  
};
class IDBCommand{
};
class IDataReader{
};

class IDBConnectionFactory{
public:
    virtual IDBConnection* CreateDBConnection()=0;
};

class IDBCommandFactory{
public:
    virtual IDBCommand* CreateDBCommand()=0;
};

class IDataReaderFactory{
public:
    virtual IDataReader* CreateDataReader()=0;
};


//支持SQL Server
class SqlConnection: public IDBConnection{    
};
class SqlCommand : public IDBCommand{
};
class SqlDataReader : public IDataReader{
};

//對應的SQL工廠方法
class SqlConnectionFactory :public IDBConnectionFactory{
};
class SqlCommandFactory:public IDBCommandFactory{
};
class SqlDataReaderFactory:public IDataReaderFactory{
};

//支持Oracle
class OracleConnection: public IDBConnection{
};
class OracleCommand: public IDBCommand{ 
};
class OracleDataReader: public IDataReader{  
};
//對應Oracle的工廠方法
...

class EmployeeDAO{
	//工廠之間，應該是同系列(sql或者oracle)
    IDBConnectionFactory* dbConnectionFactory;
    IDBCommandFactory* dbCommandFactory;
    IDataReaderFactory* dataReaderFactory;
public:
    vector<EmployeeDO> GetEmployees(){
        IDBConnection* connection =
            dbConnectionFactory->CreateDBConnection();
        connection->ConnectionString("...");

        IDBCommand* command =
            dbCommandFactory->CreateDBCommand();
        command->CommandText("...");
        //關聯性(connection 對象與command對象有關聯性，且它們都應該是同系列的(sql或者是oracle))
        command->SetConnection(connection);     

          //關聯性(connection 對象與reader 對象有關聯性，且它們都應該是同系列的(sql或者是oracle))
        IDBDataReader* reader = command->ExecuteReader(); //關聯性
        while (reader->Read()){
        }
    }
};

• 使用抽象工廠時
  • 創建一系列“相關或者相互依賴的對象”，因此將相應的工廠方法提取抽象出來，即爲抽象工廠，該工廠可創建一批對象，這些對象都屬於這個工廠(一系列)，而相互依賴是邏輯使用中體現。

//數據庫訪問有關的主體基類
class IDBConnection{  
};
class IDBCommand{    
};
class IDataReader{
};
//工廠基類
class IDBFactory{
public:
    virtual IDBConnection* CreateDBConnection()=0;
    virtual IDBCommand* CreateDBCommand()=0;
    virtual IDataReader* CreateDataReader()=0;
};


//支持SQL Server
class SqlConnection: public IDBConnection{
    
};
class SqlCommand: public IDBCommand{
    
};
class SqlDataReader: public IDataReader{
    
};

//Sql工廠方法
class SqlDBFactory:public IDBFactory{
public:
    virtual IDBConnection* CreateDBConnection()=0;
    virtual IDBCommand* CreateDBCommand()=0;
    virtual IDataReader* CreateDataReader()=0;
 
};

//支持Oracle
class OracleConnection: public IDBConnection{ 
};

class OracleCommand: public IDBCommand{  
};

class OracleDataReader: public IDataReader{  
};

//Oracle工廠方法
class OracleDBFactory:public IDBFactory{
public:
    virtual IDBConnection* CreateDBConnection()=0;
    virtual IDBCommand* CreateDBCommand()=0;
    virtual IDataReader* CreateDataReader()=0;
 
};

class EmployeeDAO{
    IDBFactory* dbFactory;  
public:
	EmployeeDAO(  IDBFactory* DbFactory):dbFactory(DbFactory)
	{
	}
    vector<EmployeeDO> GetEmployees(){
        IDBConnection* connection =
            dbFactory->CreateDBConnection();
        connection->ConnectionString("...");

        IDBCommand* command =
            dbFactory->CreateDBCommand();
        command->CommandText("...");
        command->SetConnection(connection);  //對象之間相互依賴
       
        IDBDataReader* reader = command->ExecuteReader(); //對象之間相互依賴
        while (reader->Read()){
        }
    }
};

結構(structure)

• 紅色框內爲穩定的部分,爲基類(抽象類)
  • AbstractProductA, AbstractProductB爲主體基類分別爲例子中的IDBCommand，IDBConnection。
  • AbstractFactory，爲工廠方法基類，例子中的IDBFactory。
• 藍色部分，綠色部分。爲變化的部分，爲子類。
  • ConcreteFactory1,ConcreteFactory2是 AbstractFactory的子類.

    在例子中表現爲:SqlDBFactory和OracleDBFactory爲IDBFactory的子類

  • ProductA1, ProductA2分別爲 AbstractProductA的子類

    在例子中表現爲:SqlCommand和OracleCommand爲IDBCommand的子類

  • ProductB1, ProductB2分別爲 AbstractProductB的子類

    在例子中表現爲:SqlConnection和OracleConnection爲IDBConnection的子類

  • ProductA1, ProductB1 爲同個工廠(ConcreteFactory1)的產品(一系列)

    在例子中表現爲 SqlCommand和SqlConnection是SqlDBFactory 的產品

  • ProductA2, ProductB2 爲同個工廠(ConcreteFactory2)的產品(一系列)

    在例子中表現爲 OracleCommand和OracleConnection是OracleDBFactory的產品

要點總結

• 如果沒有應對“多系列對象構建”的需求變化，則沒有必要使用Abstract Factory模式，這時候使用簡單的工廠完全可以。
• 系列對象”指的是在某一特定系列下的對象之間有相互依賴、
  或作用的關係。不同系列的對象之間不能相互依賴。
• Abstract Factory模式主要在於應對“新系列”的需求變動。其缺
  點在於難以應對“新對象”的需求變動