抽象工廠模式

1、抽象工廠模式本章教學(xué)內(nèi)容w 抽象工廠模式 模式動機與定義模式動機與定義 模式結(jié)構(gòu)與分析模式結(jié)構(gòu)與分析 模式實例與解析模式實例與解析 模式效果與應(yīng)用模式效果與應(yīng)用 模式擴展模式擴展抽象工廠模式w 模式動機在工廠方法模式中具體工廠負責(zé)生產(chǎn)具體的產(chǎn)品，每一在工廠方法模式中具體工廠負責(zé)生產(chǎn)具體的產(chǎn)品，每一個具體工廠對應(yīng)一種具體產(chǎn)品，工廠方法也具有唯一性，個具體工廠對應(yīng)一種具體產(chǎn)品，工廠方法也具有唯一性，一般情況下，一個具體工廠中只有一個工廠方法或者一一般情況下，一個具體工廠中只有一個工廠方法或者一組重載的工廠方法。但是有時候組重載的工廠方法。但是有時候我們需要一個工廠可以我們需要一個工廠可以提供多個產(chǎn)

2、品對象，而不是單一的產(chǎn)品對象。提供多個產(chǎn)品對象，而不是單一的產(chǎn)品對象。抽象工廠模式w 模式動機 為了更清晰地理解工廠方法模式，需要先引入兩個概念：為了更清晰地理解工廠方法模式，需要先引入兩個概念： 產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)：產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)即產(chǎn)品的繼承結(jié)構(gòu)，如一個抽象類是電視機，其子類有海爾電視機、海信電視機、TCL電視機，則抽象電視機與具體品牌的電視機之間構(gòu)成了一個產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)，抽象電視機是父類，而具體品牌的電視機是其子類。 產(chǎn)品族：在抽象工廠模式中，產(chǎn)品族是指由同一個工廠生產(chǎn)的，位于不同產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)中的一組產(chǎn)品，如海爾電器工廠生產(chǎn)的海爾電視機、海爾電冰箱，海爾電視機位于電視機產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)中，海爾電冰箱位于

3、電冰箱產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)中。 抽象工廠模式w 模式動機 產(chǎn)品族與產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)示意圖產(chǎn)品族與產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)示意圖 抽象工廠模式w 模式動機 當系統(tǒng)所提供的工廠所需生產(chǎn)的具體產(chǎn)品并不是一個簡單的對象，當系統(tǒng)所提供的工廠所需生產(chǎn)的具體產(chǎn)品并不是一個簡單的對象，而是而是多個位于不同產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)中屬于不同類型的具體產(chǎn)品時多個位于不同產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)中屬于不同類型的具體產(chǎn)品時需要需要使用抽象工廠模式。使用抽象工廠模式。 抽象工廠模式是所有形式的工廠模式中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一最為抽象和最具一般性的一種形態(tài)種形態(tài)。 抽象工廠模式與工廠方法模式最大的區(qū)別在于，抽象工廠模式與工廠方法模式

4、最大的區(qū)別在于，工廠方法模式針對工廠方法模式針對的是一個產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)，而抽象工廠模式則需要面對多個產(chǎn)品等級的是一個產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)，而抽象工廠模式則需要面對多個產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)，一個工廠等級結(jié)構(gòu)可以負責(zé)多個不同產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)中的產(chǎn)品一個工廠等級結(jié)構(gòu)可以負責(zé)多個不同產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)中的產(chǎn)品對象的創(chuàng)建對象的創(chuàng)建 。當一個工廠等級結(jié)構(gòu)可以創(chuàng)建出分屬于不同產(chǎn)品等。當一個工廠等級結(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，抽象工廠模式比工廠方法模級結(jié)構(gòu)的一個產(chǎn)品族中的所有對象時，抽象工廠模式比工廠方法模式更為簡單、有效率。式更為簡單、有效率。 抽象工廠模式w 模式動機 抽象工廠模式示意圖抽象

5、工廠模式示意圖抽象工廠模式w 模式定義 抽象工廠模式抽象工廠模式(Abstract Factory Pattern)：提供一提供一個個創(chuàng)建一系列相關(guān)或相互依賴對象的接口創(chuàng)建一系列相關(guān)或相互依賴對象的接口，而，而無須指定無須指定它們具體的類它們具體的類。抽象工廠模式又稱為。抽象工廠模式又稱為Kit模式模式，屬于，屬于對對象創(chuàng)建型模式象創(chuàng)建型模式。抽象工廠模式w 模式定義Abstract Factory Pattern: Provide an interface for creating families of related or dependent objects without specif

6、ying their concrete classes. Frequency of use: high 抽象工廠模式w 模式結(jié)構(gòu)抽象工廠模式w 模式結(jié)構(gòu)抽象工廠模式包含如下角色：抽象工廠模式包含如下角色： AbstractFactory：抽象工廠 ConcreteFactory：具體工廠 AbstractProduct：抽象產(chǎn)品 Product：具體產(chǎn)品抽象工廠模式w 模式分析ButtonUnixButtonLinuxButtonWindowsButtonTextUnixTextLinuxTextWindowsText抽象工廠模式w 模式分析抽象工廠模式w 模式分析抽象工廠模式w 模式分析抽象

7、工廠類的典型代碼如下：抽象工廠類的典型代碼如下：public abstract class AbstractFactory public abstract AbstractProductA createProductA(); public abstract AbstractProductB createProductB();抽象工廠模式w 模式分析具體工廠類的典型代碼如下：具體工廠類的典型代碼如下：public class ConcreteFactory1 extends AbstractFactory public AbstractProductA createProductA() retu

8、rn new ConcreteProductA1(); public AbstractProductB createProductB() return new ConcreteProductB1(); 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、海爾空調(diào)等，TCL工廠可以生產(chǎn)TCL電視機、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w 模式實例與解析實例一：電器工廠實例一：電器工廠抽象工廠模式w 模式實例與解析實例一：電器工廠實

9、例一：電器工廠 參考代碼 (Chapter 06 Abstract Factorysample01)演示演示抽象工廠模式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Statement，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 抽象工廠模式w 模式優(yōu)缺點 抽象工廠

10、模式的優(yōu)點抽象工廠模式的優(yōu)點 抽象工廠模式隔離了具體類的生成，使得客戶并不需要知道什么被創(chuàng)建。由于這種隔離，更換一個具體工廠就變得相對容易。所有的具體工廠都實現(xiàn)了抽象工廠中定義的那些公共接口，因此只需改變具體工廠的實例，就可以在某種程度上改變整個軟件系統(tǒng)的行為。另外，應(yīng)用抽象工廠模式可以實現(xiàn)高內(nèi)聚低耦合的設(shè)計目的，因此抽象工廠模式得到了廣泛的應(yīng)用。 當一個產(chǎn)品族中的多個對象被設(shè)計成一起工作時，它能夠保證客戶端始終只使用同一個產(chǎn)品族中的對象。這對一些需要根據(jù)當前環(huán)境來決定其行為的軟件系統(tǒng)來說，是一種非常實用的設(shè)計模式。 增加新的具體工廠和產(chǎn)品族很方便，無須修改已有系統(tǒng)，符合“開閉原則”。抽象工廠

11、模式w 模式優(yōu)缺點抽象工廠模式的缺點抽象工廠模式的缺點 在添加新的產(chǎn)品對象時，難以擴展抽象工廠來生產(chǎn)新種類的產(chǎn)品，這是因為在抽象工廠角色中規(guī)定了所有可能被創(chuàng)建的產(chǎn)品集合，要支持新種類的產(chǎn)品就意味著要對該接口進行擴展，而這將涉及到對抽象工廠角色及其所有子類的修改，顯然會帶來較大的不便。 開閉原則的傾斜性（增加新的工廠和產(chǎn)品族容易，增加新的產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)麻煩）抽象工廠模式w 模式適用環(huán)境在以下情況下可以使用抽象工廠模式：在以下情況下可以使用抽象工廠模式： 一個系統(tǒng)不應(yīng)當依賴于產(chǎn)品類實例如何被創(chuàng)建、組合和表達的細節(jié)，這對于所有類型的工廠模式都是重要的。 系統(tǒng)中有多于一個的產(chǎn)品族，而每次只使用其中某一產(chǎn)

12、品族。 屬于同一個產(chǎn)品族的產(chǎn)品將在一起使用，這一約束必須在系統(tǒng)的設(shè)計中體現(xiàn)出來。 系統(tǒng)提供一個產(chǎn)品類的庫，所有的產(chǎn)品以同樣的接口出現(xiàn)，從而使客戶端不依賴于具體實現(xiàn)。抽象工廠模式w 模式應(yīng)用(1) Java SE AWT（抽象窗口工具包）（抽象窗口工具包） 在Java語言的AWT（抽象窗口工具包）中就使用了抽象工廠模式，它使用抽象工廠模式來實現(xiàn)在不同的操作系統(tǒng)中應(yīng)用程序呈現(xiàn)與所在操作系統(tǒng)一致的外觀界面。 抽象工廠模式w 模式應(yīng)用(2) 在很多軟件系統(tǒng)中需要更換界面主題，要求界面中在很多軟件系統(tǒng)中需要更換界面主題，要求界面中的按鈕、文本框、背景色等一起發(fā)生改變時，可以使用的按鈕、文本框、背景色等一

13、起發(fā)生改變時，可以使用抽象工廠模式進行設(shè)計。抽象工廠模式進行設(shè)計。 抽象工廠模式w 模式擴展 “開閉原則開閉原則”的傾斜性的傾斜性 “開閉原則”要求系統(tǒng)對擴展開放，對修改封閉，通過擴展達到增強其功能的目的。對于涉及到多個產(chǎn)品族與多個產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，其功能增強包括兩方面： (1) 增加產(chǎn)品族：對于增加新的產(chǎn)品族，工廠方法模式很好的支持了“開閉原則”，對于新增加的產(chǎn)品族，只需要對應(yīng)增加一個新的具體工廠即可，對已有代碼無須做任何修改。 (2) 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，不能很好地支持“開閉原

14、則”。 抽象工廠模式的這種性質(zhì)稱為“開閉原則”的傾斜性，抽象工廠模式以一種傾斜的方式支持增加新的產(chǎn)品，它為新產(chǎn)品族的增加提供方便，但不能為新的產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)的增加提供這樣的方便。抽象工廠模式w 模式擴展 工廠模式的退化工廠模式的退化 當抽象工廠模式中每一個具體工廠類只創(chuàng)建一個產(chǎn)品對象，也就是只存在一個產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)時，抽象工廠模式退化成工廠方法模式；當工廠方法模式中抽象工廠與具體工廠合并，提供一個統(tǒng)一的工廠來創(chuàng)建產(chǎn)品對象，并將創(chuàng)建對象的工廠方法設(shè)計為靜態(tài)方法時，工廠方法模式退化成簡單工廠模式。本章小結(jié)w 抽象工廠模式提供一個創(chuàng)建一系列相關(guān)或相互依賴對象的接口，而無須指定它們具體的類。抽象工廠模式又

15、稱為Kit模式，屬于對象創(chuàng)建型模式。w 抽象工廠模式包含四個角色：抽象工廠用于聲明生成抽象產(chǎn)品的方法；具體工廠實現(xiàn)了抽象工廠聲明的生成抽象產(chǎn)品的方法，生成一組具體產(chǎn)品，這些產(chǎn)品構(gòu)成了一個產(chǎn)品族，每一個產(chǎn)品都位于某個產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)中；抽象產(chǎn)品為每種產(chǎn)品聲明接口，在抽象產(chǎn)品中定義了產(chǎn)品的抽象業(yè)務(wù)方法；具體產(chǎn)品定義具體工廠生產(chǎn)的具體產(chǎn)品對象，實現(xiàn)抽象產(chǎn)品接口中定義的業(yè)務(wù)方法。w 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一種形態(tài)。抽象工廠模式與工廠方法模式最大的區(qū)別在于，工廠方法模式針對的是一個產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)，而抽象工廠模式則需要面對多個產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)。本章小結(jié)w 抽象工廠模式的主要優(yōu)點是隔離了具體類的生成，使得客戶并不需要知道什么被創(chuàng)建，而且每次可