9 设计模式_抽象工厂(Abstract Factory)

Abstract Factory 抽象工厂

动机(motivation)

• 在软件系统中，经常面临着“一系列相互依赖的对象”的创建工作；同时，由于需求的变化，往往存在更多系列对象的创建工作.
• 如何应对这种变化？如何绕过常规的对象创建方法(new)，提供一种“封装机制”来避免客户程序和这种“多系列具体对象创建工作”的紧耦合。

模式定义

• 提供一个接口，让该接口负责创建一系列“相关或者相互依赖的对象”，无需指定它们具体的类。

举个例子

• 使用工厂方法时

//数据库访问有关的基类
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{
};

//对应的SQL工厂方法
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{  
};
//对应Oracle的工厂方法
...

class EmployeeDAO{
	//工厂之间，应该是同系列(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("...");
        //关联性(connection 对象与command对象有关联性，且它们都应该是同系列的(sql或者是oracle))
        command->SetConnection(connection);     

          //关联性(connection 对象与reader 对象有关联性，且它们都应该是同系列的(sql或者是oracle))
        IDBDataReader* reader = command->ExecuteReader(); //关联性
        while (reader->Read()){
        }
    }
};

• 使用抽象工厂时
  • 创建一系列“相关或者相互依赖的对象”，因此将相应的工厂方法提取抽象出来，即为抽象工厂，该工厂可创建一批对象，这些对象都属于这个工厂(一系列)，而相互依赖是逻辑使用中体现。

//数据库访问有关的主体基类
class IDBConnection{  
};
class IDBCommand{    
};
class IDataReader{
};
//工厂基类
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工厂方法
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工厂方法
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);  //对象之间相互依赖
       
        IDBDataReader* reader = command->ExecuteReader(); //对象之间相互依赖
        while (reader->Read()){
        }
    }
};

结构(structure)

• 红色框内为稳定的部分,为基类(抽象类)
  • AbstractProductA, AbstractProductB为主体基类分别为例子中的IDBCommand，IDBConnection。
  • AbstractFactory，为工厂方法基类，例子中的IDBFactory。
• 蓝色部分，绿色部分。为变化的部分，为子类。
  • ConcreteFactory1,ConcreteFactory2是 AbstractFactory的子类.

    在例子中表现为:SqlDBFactory和OracleDBFactory为IDBFactory的子类

  • ProductA1, ProductA2分别为 AbstractProductA的子类

    在例子中表现为:SqlCommand和OracleCommand为IDBCommand的子类

  • ProductB1, ProductB2分别为 AbstractProductB的子类

    在例子中表现为:SqlConnection和OracleConnection为IDBConnection的子类

  • ProductA1, ProductB1 为同个工厂(ConcreteFactory1)的产品(一系列)

    在例子中表现为 SqlCommand和SqlConnection是SqlDBFactory 的产品

  • ProductA2, ProductB2 为同个工厂(ConcreteFactory2)的产品(一系列)

    在例子中表现为 OracleCommand和OracleConnection是OracleDBFactory的产品

要点总结

• 如果没有应对“多系列对象构建”的需求变化，则没有必要使用Abstract Factory模式，这时候使用简单的工厂完全可以。
• 系列对象”指的是在某一特定系列下的对象之间有相互依赖、
  或作用的关系。不同系列的对象之间不能相互依赖。
• Abstract Factory模式主要在于应对“新系列”的需求变动。其缺
  点在于难以应对“新对象”的需求变动