设计模式---对象创建模式之抽象工厂模式(Abstract Factory)
一:概念
抽象工厂模式是所有形态的工厂模式中最为抽象和最具一般性的。
抽象工厂模式可以向客户端提供一个接口,使得客户端在不必指定产品的具体类型的情况下,能够创建多个产品族的产品对象
二:动机
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“具体对象创建工作”的紧耦合。
三:和工厂方法模式区别
工厂模式只能生产一个产品
抽象工厂可以一次生产一个产品族
四:代码讲解(连接不同数据库)
(一)原代码
class EmployeeDAO{ public: vector<EmployeeDO> GetEmployees(){ SqlConnection* connection = //数据库连接 new SqlConnection(); connection->ConnectionString = "..."; SqlCommand* command = //数据库命令 new SqlCommand(); command->CommandText="..."; command->SetConnection(connection); SqlDataReader* reader = command->ExecuteReader(); //数据库信息读取 while (reader->Read()){ } } };
问题提出:
需求更改:需要变更数据库mysql,oracle,sqlite等
所以new是不合适的,是静态特质,定死了。这个类就不适用于多种数据库变化的可能
(二)支持面向接口编程
//数据库访问有关的基类 class IDBConnection{ }; class IDBCommand{ }; class IDataReader{ }; //支持SQL Server class SqlConnection: public IDBConnection{ }; class SqlCommand: public IDBCommand{ }; class SqlDataReader: public IDataReader{ }; //支持Oracle class OracleConnection: public IDBConnection{ }; class OracleCommand: public IDBCommand{ }; class OracleDataReader: public IDataReader{ };
class EmployeeDAO{ public: vector<EmployeeDO> GetEmployees(){ SqlConnection* connection = new SqlConnection(); connection->ConnectionString = "..."; SqlCommand* command = new SqlCommand(); command->CommandText="..."; command->SetConnection(connection); SqlDataReader* reader = command->ExecuteReader(); while (reader->Read()){ } } };
从上篇文章可以知道new是不好的,需要编译时依赖。所以我们想办法使用工厂模式修改去掉new
(三)添加工厂
//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{ };
//.....也有Oracle相关工厂 class EmployeeDAO{
//根据下面抽象基类,我们可以来创建SQL,Oracle等多种数据库 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()){ } } };
勉强解决了变更数据库的问题
新的问题:
IDBConnectionFactory* dbConnectionFactory; IDBCommandFactory* dbCommandFactory; IDataReaderFactory* dataReaderFactory;
我们若是传入3个不同的变量,mysql的连接,Oracle的命令,sqlite的读取,那么就会报错,紊乱,因为原来这三个是有关联的
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
什么样的数据库就和什么样的命令相关联,数据库连接对于每个数据库也是不一样的,所以,我们需要要保证关联性一致
(四)引出抽象工厂
//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; };
我们发现3个类的相关性很强,那么我们就可以使用一个工厂来实现:高内聚
//数据库访问有关的基类 class IDBConnection{ }; class IDBCommand{ }; class IDataReader{ }; 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{ }; 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{ }; class OracleDBFactory:public IDBFactory{ public: virtual IDBConnection* CreateDBConnection()=0; virtual IDBCommand* CreateDBCommand()=0; virtual IDataReader* CreateDataReader()=0; };
class EmployeeDAO{ IDBFactory* dbFactory; public: vector<EmployeeDO> GetEmployees(){ IDBConnection* connection = dbFactory->CreateDBConnection(); connection->ConnectionString("..."); IDBCommand* command = dbFactory->CreateDBCommand(); command->CommandText("..."); command->SetConnection(connection); //关联性 IDBDataReader* reader = command->ExecuteReader(); //关联性 while (reader->Read()){ } } };
五:模式定义
提供一个接口,让该接口负责创建一系列“相关或相互依赖的对象”,无需指定它们具体的类。
--《设计模式》Gof
六:类图(结构)
其中还少了一个抽象产品IDataReader,就可以和上面代码对应上了。
七:要点总结
(一)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。
(二)“系列对象”指的是在某一特定系列下的对象之间具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。
(三)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。
新系列:是指mysql,Oracle,sqlite等各是一个系列
新对象的需求变化:像是连接,命令,查询,我们若是再添加一个变动到抽象基类,可以往往不适用全部的系列(抽象基类要求稳定)
八:案例实现(南北水果族)
class Fruit { public: virtual void sayname() = 0; virtual ~Fruit(){} }; class FruitFactory { public: virtual Fruit* getApple() = 0; virtual Fruit* getBanana() = 0; virtual ~FruitFactory(){}; };
class NorthApple :public Fruit { public: virtual void sayname() { cout << "you get a north apple" << endl; } }; class NorthBanana :public Fruit { public: virtual void sayname() { cout << "you get a north banana" << endl; } }; class NorthFruitFactory :public FruitFactory { public: virtual Fruit* getApple() { return new NorthApple(); } virtual Fruit* getBanana() { return new NorthBanana(); } };
class SouthApple :public Fruit { public: virtual void sayname() { cout << "you get a south apple" << endl; } }; class SouthBanana :public Fruit { public: virtual void sayname() { cout << "you get a south banana" << endl; } }; class SouthFruitFactory :public FruitFactory { public: virtual Fruit* getApple() { return new SouthApple(); } virtual Fruit* getBanana() { return new SouthBanana(); } };
void main() { FruitFactory *ff = new NorthFruitFactory(); Fruit* ap = ff->getApple(); Fruit* ba = ff->getBanana(); ap->sayname(); ba->sayname(); system("pause"); return; }