抽象工厂(Abstract Factory)
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意图
提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口,而无需指定它们具体的类。
适用性
在以下情况可以使用Abstract Factory模式:
- 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。
- 当你要强调一系列相关的产品对象的设计以便进行联合使用时。
- 当你提供一个产品类库,而只想显示它们的接口而不是实现时。
效果
Abstract Factory 模式有下面的一些优点和缺点:
- 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。在我们的用户界面的例子中,我们仅需转换到相应的工厂对象并重新创建接口,就可 实现从Motif窗口组件转换为PresentationManager窗口组件。
- 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。
- 难以支持新种类的产品 难以扩展抽象工厂以生产新种类的产品。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。我们会在实现一节讨论这个问题的一个解决 办法。
实现
实现AbstractFactor模式的一些有用技术:
- 将工厂作为单件 一个应用中一般每个产品系列只需一个ConcreteFactory的实例。因此工厂通常最好实现为一个Singleton(3.5)。
- 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ConcreteProduct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(参见FactoryMethod(3.3))。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。
- 定义可扩展的工厂 Abstract Factory 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。
示例一:制作HTML文件
将带有层次关系的链接集合制作成HTML文件:
示例二:生产一台计算机
假设我们要生产一台计算机(广义的),一台计算机有一些共同的物件。小型计算机(以手机为例)需要有触控屏、微处理器和小型化的内存条。大型计算机(以PC机为例)需要有显示屏、多核处理器和内存条。计算机的各个部件存在着相互依赖关系。