抽象工廠模式

1、Design Patterns抽象工廠模式抽象工廠模式河南理工大學(xué)河南理工大學(xué)大綱w 產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)與產(chǎn)品族w 抽象工廠模式概述w 抽象工廠模式的結(jié)構(gòu)與實現(xiàn)w 抽象工廠模式的應(yīng)用實例w 開閉原則的傾斜性w 抽象工廠模式的優(yōu)缺點(diǎn)與適用環(huán)境產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)與產(chǎn)品族w 工廠方法模式每個具體工廠每個具體工廠只有一個或者一組重載的工廠方法只有一個或者一組重載的工廠方法，只只能生產(chǎn)一種產(chǎn)品能生產(chǎn)一種產(chǎn)品，可能會導(dǎo)致系統(tǒng)中存在大量的工廠，可能會導(dǎo)致系統(tǒng)中存在大量的工廠類，勢必會增加系統(tǒng)的開銷類，勢必會增加系統(tǒng)的開銷w 抽象工廠模式一個工廠一個工廠可以生產(chǎn)一系列產(chǎn)品（一族產(chǎn)品）可以生產(chǎn)一系列產(chǎn)品（一族產(chǎn)品），極大減

2、，極大減少了工廠類的數(shù)量少了工廠類的數(shù)量產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)與產(chǎn)品族w 概念產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)：產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)：產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)即產(chǎn)品的產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)即產(chǎn)品的繼承結(jié)構(gòu)繼承結(jié)構(gòu)產(chǎn)品族：產(chǎn)品族：產(chǎn)品族是指由產(chǎn)品族是指由同一個工廠生產(chǎn)的，位于不同同一個工廠生產(chǎn)的，位于不同產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)中的一組產(chǎn)品產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)中的一組產(chǎn)品五個產(chǎn)品族，分屬于五個產(chǎn)品族，分屬于三個不同的產(chǎn)品等級三個不同的產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)抽象工廠模式概述w 模式動機(jī) 當(dāng)系統(tǒng)所提供的工廠生產(chǎn)的具體產(chǎn)品并不是一個簡單的對象，而當(dāng)系統(tǒng)所提供的工廠生產(chǎn)的具體產(chǎn)品并不是一個簡單的對象，而是是多個位于不同產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)、屬于不同類型的具體產(chǎn)品時就可多個位于不同產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)、屬

3、于不同類型的具體產(chǎn)品時就可以使用抽象工廠模式以使用抽象工廠模式 抽象工廠模式是抽象工廠模式是所有形式的工廠模式中最為抽象和最具一般性的所有形式的工廠模式中最為抽象和最具一般性的一種形式一種形式抽象工廠模式概述w 抽象工廠模式的定義對象創(chuàng)建型對象創(chuàng)建型模式模式抽象工廠模式：抽象工廠模式：提供一個創(chuàng)建一系列相關(guān)或相互依賴對象創(chuàng)建一系列相關(guān)或相互依賴對象的接口的接口，而無須指定它們具體的類。Abstract Factory Pattern: Provide an interface for creating families of related or dependent objects witho

4、ut specifying their concrete classes.抽象工廠模式概述w 抽象工廠模式的定義又稱為又稱為工具工具(Kit)模式模式抽象工廠模式中的具體工廠不只是創(chuàng)建一種產(chǎn)品，它抽象工廠模式中的具體工廠不只是創(chuàng)建一種產(chǎn)品，它負(fù)責(zé)創(chuàng)建一族產(chǎn)品負(fù)責(zé)創(chuàng)建一族產(chǎn)品當(dāng)當(dāng)一個工廠等級結(jié)構(gòu)可以創(chuàng)建出分屬于不同產(chǎn)品等級一個工廠等級結(jié)構(gòu)可以創(chuàng)建出分屬于不同產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)的一個產(chǎn)品族中的所有對象時結(jié)構(gòu)的一個產(chǎn)品族中的所有對象時，抽象工廠模式比抽象工廠模式比工廠方法模式更為簡單、更有效率工廠方法模式更為簡單、更有效率抽象工廠模式的結(jié)構(gòu)與實現(xiàn)w 抽象工廠模式的結(jié)構(gòu)ConcreteProductA1Ab

5、stractProductAConcreteFactory1+CreateProductA ()CreateProductB ().: AbstractProductA: AbstractProductBAbstractFactory+CreateProductA ()CreateProductB ().: AbstractProductA: AbstractProductBClientConcreteFactory2+CreateProductA ()CreateProductB ().: AbstractProductA: AbstractProductBConcreteProductA2

6、ConcreteProductB1AbstractProductBConcreteProductB2抽象工廠模式的結(jié)構(gòu)與實現(xiàn)w 抽象工廠模式的結(jié)構(gòu)抽象工廠模式包含以下抽象工廠模式包含以下4個角色：個角色： AbstractFactory（抽象工廠） ConcreteFactory（具體工廠） AbstractProduct（抽象產(chǎn)品） ConcreteProduct（具體產(chǎn)品）抽象工廠模式的結(jié)構(gòu)與實現(xiàn)w 抽象工廠模式的實現(xiàn)典型的抽象工廠類代碼：典型的抽象工廠類代碼：abstract class AbstractFactorypublic abstract AbstractProductA Cr

7、eateProductA(); /工廠方法一工廠方法一public abstract AbstractProductB CreateProductB(); /工廠方法二工廠方法二抽象工廠模式的結(jié)構(gòu)與實現(xiàn)w 抽象工廠模式的實現(xiàn)典型的具體工廠類代碼：典型的具體工廠類代碼：class ConcreteFactory1 : AbstractFactory /工廠方法一工廠方法一public override AbstractProductA CreateProductA() return new ConcreteProductA1();/工廠方法二工廠方法二public override Abstra

8、ctProductB CreateProductB() return new ConcreteProductB1();抽象工廠模式的應(yīng)用實例w 實例說明某軟件公司要開發(fā)一套界面皮膚庫，可以對基于.NET平臺的桌面軟件進(jìn)行界面美化。用戶在使用時可以通過菜單來選擇皮膚，不同的皮膚將提供視覺效果不同的按鈕、文本框、組合框等界面元素，例如春天(Spring)風(fēng)格的皮膚將提供淺綠色的按鈕、綠色邊框的文本框和綠色邊框的組合框，而夏天(Summer)風(fēng)格的皮膚則提供淺藍(lán)色的按鈕、藍(lán)色邊框的文本框和藍(lán)色邊框的組合框，其結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示：該皮膚庫需要具備良好的靈活性和可擴(kuò)展性，用戶可以自由選擇不同的皮膚，開

9、發(fā)人員可以在不修改既有代碼的基礎(chǔ)上增加新的皮膚?，F(xiàn)使用抽象工廠模式來設(shè)計該界面皮膚庫。界面皮膚庫結(jié)構(gòu)示意圖界面皮膚庫結(jié)構(gòu)示意圖抽象工廠模式的應(yīng)用實例w 實例類圖界面皮膚庫結(jié)構(gòu)圖界面皮膚庫結(jié)構(gòu)圖SpringSkinFactory+CreateButton ()CreateTextField ()CreateComboBox ().: Button: TextField: ComboBoxSkinFactory+CreateButton ()CreateTextField ()CreateComboBox ().: Button: TextField: ComboBoxClientSummerSk

10、inFactory+CreateButton ()CreateTextField ()CreateComboBox ().: Button: TextField: ComboBoxSpringButton+ Display ().: voidButton+ Display ().: voidSummerButton+ Display ().: voidSpringTextField+ Display ().: voidTextField+ Display ().: voidSummerTextField+ Display ().: voidSpringComboBox+ Display ().

11、: voidComboBox+ Display ().: voidSummerComboBox+ Display ().: void抽象工廠模式w 模式實例與解析實例一：電器工廠實例一：電器工廠 一個電器工廠可以產(chǎn)生多種類型的電器，如海爾工廠可以生產(chǎn)海爾電視機(jī)、海爾空調(diào)等，TCL工廠可以生產(chǎn)TCL電視機(jī)、TCL空調(diào)等，相同品牌的電器構(gòu)成一個產(chǎn)品族，而相同類型的電器構(gòu)成了一個產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)，現(xiàn)使用抽象工廠模式模擬該場景抽象工廠模式抽象工廠模式w 模式實例與解析實例二：數(shù)據(jù)庫操作工廠實例二：數(shù)據(jù)庫操作工廠 某系統(tǒng)為了改進(jìn)數(shù)據(jù)庫操作的性能，自定義數(shù)據(jù)庫連接對象Connection和語句對象Statem

12、ent，可針對不同類型的數(shù)據(jù)庫提供不同的連接對象和語句對象，如提供Oracle或SQL Server專用連接類和語句類，而且用戶可以通過配置文件等方式根據(jù)實際需要動態(tài)更換系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。使用抽象工廠模式設(shè)計該系統(tǒng)。抽象工廠模式開閉原則的傾斜性w 增加產(chǎn)品族對于增加新的產(chǎn)品族對于增加新的產(chǎn)品族，抽象工廠模式很好地，抽象工廠模式很好地支持支持了了開開閉原則閉原則，只需要增加具體產(chǎn)品并對應(yīng)增加一個新的具，只需要增加具體產(chǎn)品并對應(yīng)增加一個新的具體工廠，對已有代碼無須做任何修改體工廠，對已有代碼無須做任何修改w 增加新的產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)對于增加新的產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)對于增加新的產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)，需要修改所有的工廠角，需要

13、修改所有的工廠角色，包括抽象工廠類，在所有的工廠類中都需要增加色，包括抽象工廠類，在所有的工廠類中都需要增加生產(chǎn)新產(chǎn)品的方法，生產(chǎn)新產(chǎn)品的方法，違背了開閉原則違背了開閉原則抽象工廠模式的優(yōu)缺點(diǎn)與適用環(huán)境w 模式優(yōu)點(diǎn)隔離了具體類的生成隔離了具體類的生成，使得客戶端并，使得客戶端并不需要知道什么被創(chuàng)建不需要知道什么被創(chuàng)建當(dāng)一個產(chǎn)品族中的多個對象被設(shè)計成當(dāng)一個產(chǎn)品族中的多個對象被設(shè)計成一起工作時，它一起工作時，它能夠保證客戶端始終能夠保證客戶端始終只使用同一個產(chǎn)品族中的對象只使用同一個產(chǎn)品族中的對象增加新的產(chǎn)品族很方便增加新的產(chǎn)品族很方便，無須修改已，無須修改已有系統(tǒng)，有系統(tǒng)，符合開閉原則符合開閉原則抽象工廠模式的優(yōu)缺點(diǎn)與適用環(huán)境w 模式缺點(diǎn)增加新的產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)麻煩增加新的產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)麻煩，需要對原，需要對原有系統(tǒng)進(jìn)行較大的修改，甚至需要修改有系統(tǒng)進(jìn)行較大的修改，甚至需要修改抽象層代碼，這顯然會帶來較大的不便，抽象層代碼，這顯然會帶來較大的不便，違背了開閉原則違背了開閉原則抽象工廠模式的優(yōu)缺點(diǎn)與適用環(huán)境w 模式適用環(huán)境 一個系統(tǒng)一個系統(tǒng)不應(yīng)當(dāng)依賴于產(chǎn)品類實例如何被創(chuàng)不應(yīng)當(dāng)依賴于產(chǎn)品類實例如何被創(chuàng)建、組合和表達(dá)的細(xì)節(jié)建、組合和表達(dá)的細(xì)