抽象工厂模式 Abstract Factory

“对象创建”模式

• 通过“对象创建” 模式绕开new，来避免对象创建（new）过程中所导致的紧耦合（依赖具体类），从而支持对象创建的稳定。它是接口抽象之后的第一步工作。
• 典型模式

1. Factory Method
2. Abstract Factory
3. Prototype
4. Builder

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。 ——《设计模式》GoF

代码示例

用先前的工厂方法模式(伪代码)：

//数据库访问有关的基类
class IDBConnection{
    
};
class IDBConnectionFactory{
public:
    virtual IDBConnection* CreateDBConnection()=0;
};


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


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


//支持SQL Server
class SqlConnection: public IDBConnection{
    
};
class SqlConnectionFactory:public IDBConnectionFactory{
    
};


class SqlCommand: public IDBCommand{
    
};
class SqlCommandFactory:public IDBCommandFactory{
    
};


class SqlDataReader: public IDataReader{
    
};
class SqlDataReaderFactory:public IDataReaderFactory{
    
};

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

class OracleCommand: public IDBCommand{
    
};

class OracleDataReader: public IDataReader{
    
};


class EmployeeDAO{
    IDBConnectionFactory* dbConnectionFactory;
    IDBCommandFactory* dbCommandFactory;
    IDataReaderFactory* dataReaderFactory;    
    
public:
    vector<EmployeeDO> GetEmployees(){
        IDBConnection* connection =
            dbConnectionFactory->CreateDBConnection();
        connection->ConnectionString("...");

        IDBCommand* command =
            dbCommandFactory->CreateDBCommand();
        command->CommandText("...");
        command->SetConnection(connection); //关联性

        IDBDataReader* reader = command->ExecuteReader(); //关联性
        while (reader->Read()){

        }
    }
};

EmployeeDAO 类内放了三个工厂指针字段。

抽象工厂：

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;


//数据库访问有关的基类
class IDBConnection {
public:
    virtual void Connection() = 0;
};

class IDBCommand {
public:
    virtual void Command() = 0;
};

class IDataReader {
public:
    virtual void DataReader() = 0;
};

// 抽象工厂 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 {
public:
    virtual void Connection()
    {
        cout << "SQL Server" << "连接成功。" << endl;
    }
};
class SqlCommand : public IDBCommand {
public:
    virtual void Command()
    {
        cout << "SQL Server" << "执行命令成功。" << endl;
    }
};
class SqlDataReader : public IDataReader {
public:
    virtual void DataReader()
    {
        cout << "SQL Server" << "数据读取成功。" << endl;
    }
};

// 抽象工厂实现
class SqlDBFactory :public IDBFactory {
public:
    virtual IDBConnection* CreateDBConnection()
    {
        return new SqlConnection;
    }
    virtual IDBCommand* CreateDBCommand()
    {
        return new SqlCommand;
    }
    virtual IDataReader* CreateDataReader()
    {
        return new SqlDataReader;
    }
};


//支持Oracle
class OracleConnection : public IDBConnection {
public:
    virtual void Connection()
    {
        cout << "Oracle" << "连接成功。" << endl;
    }
};

class OracleCommand : public IDBCommand {
public:
    virtual void Command()
    {
        cout << "Oracle" << "执行命令成功。" << endl;
    }
};

class OracleDataReader : public IDataReader {
public:
    virtual void DataReader()
    {
        cout << "Oracle" << "数据读取成功。" << endl;
    }
};

// 抽象工厂实现
class OracleDBFactory :public IDBFactory {
public:
    virtual IDBConnection* CreateDBConnection()
    {
        return new OracleConnection;
    }
    virtual IDBCommand* CreateDBCommand()
    {
        return new OracleCommand;
    }
    virtual IDataReader* CreateDataReader()
    {
        return new OracleDataReader;
    }
};

class EmployeeDAO {
    IDBFactory* dbFactory;

public:
    EmployeeDAO(IDBFactory *dbFactory)
    {
        this->dbFactory = dbFactory;
    }

    void /* vector<EmployeeDO> */GetEmployees() 
    {
        IDBConnection* connection = dbFactory->CreateDBConnection();
        connection->Connection();

        IDBCommand* command = dbFactory->CreateDBCommand();
        command->Command();
        //command->SetConnection(connection); //关联性

        //IDBDataReader* reader = command->ExecuteReader(); //关联性
        IDataReader* reader = dbFactory->CreateDataReader(); //关联性
        /*while (reader->Read()) {

        }*/

        do 
        {
            reader->DataReader();
        } while (false);

        delete connection; connection = nullptr;
        delete command; command = nullptr;
        delete reader; reader = nullptr;
    }
};

int main()
{
    IDBFactory * factory = new OracleDBFactory;
    EmployeeDAO employeeDAO(factory);
    employeeDAO.GetEmployees();

    delete factory;

    getchar();
    return 0;
}

输出：

Oracle连接成功。
Oracle执行命令成功。
Oracle数据读取成功。

类图

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。

---

参考：GeekBand