抽象工厂模式(Abstract Factory)
它和工厂方法模式的区别就在于需要创建对象的复杂程度上。而且抽象工厂模式是三个里面最为抽象、最具一般性的。
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。客户端仅与抽象类定义的接口交互,而不使用特定的具体类/产品;
而且使用抽象工厂模式还要满足以下条件:
1.系统中有多个产品族,而系统一次只可能消费其中一族产品;
2.同属于同一个产品族的产品以其使用。
抽象工厂模式的各个角色(和工厂方法的如出一辙):
抽象工厂角色 AbstractFactory:声明一个创建抽象产品对象的操作接口; 这是工厂方法模式的核心,它与应用程序无关。是具体工厂角色必须实现的接口或者必须继承的父类。
具体工厂角色 ConcreteFacotry:实现创建具体产品对象的操作,它含有和具体业务逻辑有关的代码;由应用程序调用以创建对应的具体产品的对象。由具体的类来实现。
抽象产品角色 AbstractProduct:为一类产品对象声明一个接口;它是具体产品继承的父类或者是实现的接口。一般由抽象类或者接口来实现。
具体产品角色 ConcreteProduct:定义一个将被相应的具体工厂创建的产品对象;具体工厂角色所创建的对象就是此角色的实例。由具体的类来实现。
Client— 仅使用由AbstractFactory和AbstractProduct类声明的接口。
协作
通常在运行时刻创建一个ConcreteFacotry类的实例,这一具体的工厂创建具有特定实现的产品对象。为创建不同的产品对象,客户端应使用不同的具体工厂。
AbstractFactory将产品对象的创建延迟到它的ConcreteFacotry子类。
抽象工厂模式的优点
抽象工厂模式除了具有工厂方法模式的优点外,最主要的优点就是可以在类的内部对产品族进行约束。所谓的产品族,一般或多或少的都存在一定的关联,抽象工厂模式就可以在类内部对产品族的关联关系进行定义和描述,而不必专门引入一个新的类来进行管理。
它分离了具体的类
Abstract Factory模式帮助你控制一个应用创建的对象的类。因为一个工厂封装创建产品对象的责任和过程,它将客户与类的实现分离。客户通过它们的抽象接口操纵实例。产品的类名也在具体工厂的实现中被分离;它们不出现在客户代码中。
它使得易于交换产品系列
一个具体工厂类在一个应用中仅出现一次—即在它初始化的时候。这使得改变一个应用的具体工厂变得很容易。它只需改变具体的工厂即可使用不同的产品配置,这是因为一个抽象工厂创建了一个完整的产品系列,所以整个产品系列会立刻改变。
它有利于产品的一致性
当一个系列中的产品对象被设计成一起工作时,一个应用一次只能使用同一个系列中的对象,这一点很重要。而Abstract Factory很容易实现这一点。
抽象工厂模式的缺点
产品族的扩展将是一件十分费力的事情,假如产品族中需要增加一个新的产品,则几乎所有的工厂类都需要进行修改。所以使用抽象工厂模式时,对产品等级结构的划分是非常重要的。这是因为Abstract Factory接口确定了可以被创建的产品集合。 支持新种类的产品就需要扩展该工厂接口,这将涉及Abstract Factory类及其所有子类的改变。
适用场景
一个系统要独立于它的产品的创建、组合和表示时;
一个系统要由多个产品系列中的一个来配置时;
当提供一个产品类库,而只想显示它们的接口而不是具体实现时;
当需要创建的对象是一系列相互关联或相互依赖的产品族时,便可以使用抽象工厂模式。说的更明白一点,就是一个继承体系中,如果存在着多个等级结构(即存在着多个抽象类),
并且分属各个等级结构中的实现类之间存在着一定的关联或者约束,就可以使用抽象工厂模式。假如各个等级结构中的实现类之间不存在关联或约束,则使用多个独立的工厂来对产品
进行创建更合适一点。
相关模式
Abstract Factory的方法通常用工厂方法(Factory Method)实现,但它们也可以用原型(Prototype)实现。一个具体的工厂通常是一个单件(Singleton)。
将具体工厂作为单件:一个应用中一般每个产品系列只需一个ConcreteFacotry的实例。因此工厂通常最好实现为一个Singleton 。
创建产品: Abstract Factory仅声明一个创建产品的 接口 ,真正创建产品是由ConcreteFacotry子类实现的。最通常的一个办法是为每一个产品定义一个工厂方法(Factory Method) 。一个具体的工厂将为每个产品重定义该工厂方法以指定产品。虽然这样的实现很简单,但它却要求每个产品系列都要有一个新的具体工厂子类,即使这些产品系列的差别很小。
如果有多个可能的产品系列,具体工厂也可以使用 Prototype模式来实现。具体工厂使用产品系列中每一个产品的原型实例来初始化,且它通过复制它的原型来创建新的产品。在基于原型的方法中,使得不是每个新的产品系列都需要一个新的具体工厂类。
定义可扩展的工厂:AbstractFactory通常为每一种它可以生产的产品定义一个操作。产品的种类被编码在操作型构中。增加一种新的产品要求改变Abstract Factory的接口以及所有与它相关的类。一个更灵活但不太安全的设计是给创建对象的操作增加一个参数。该参数指定了将被创建的对象的种类。它可以是一个类标识符、一个整数、一个字符串,或其他任何可以标识这种产品的东西。实际上使用这种方法,Abstract Factory只需要一个“Make”操作和一个指示要创建对象的种类的参数。这是基于原型的和基于类的抽象工厂的技术。