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(dòng)機(jī)與定義模式動(dòng)機(jī)與定義 模式結(jié)構(gòu)與分析模式結(jié)構(gòu)與分析 模式實(shí)例與解析模式實(shí)例與解析 模式效果與應(yīng)用模式效果與應(yīng)用 模式擴(kuò)展模式擴(kuò)展抽象工廠模式w 模式動(dòng)機(jī)在工廠方法模式中具體工廠負(fù)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(fù)責(zé)生產(chǎn)具體的產(chǎn)品，每一個(gè)具體工廠對(duì)應(yīng)一種具體產(chǎn)品，工廠方法也具有唯一性，個(gè)具體工廠對(duì)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(gè)具體工廠中只有一個(gè)工廠方法或者一一般情況下，一個(gè)具體工廠中只有一個(gè)工廠方法或者一組重載的工廠方法。但是有時(shí)候組重載的工廠方法。但是有時(shí)候我們需要一個(gè)工廠可以我們需要一個(gè)工廠可以提供多個(gè)產(chǎn)

2、品對(duì)象，而不是單一的產(chǎn)品對(duì)象。提供多個(gè)產(chǎn)品對(duì)象，而不是單一的產(chǎn)品對(duì)象。抽象工廠模式w 模式動(dòng)機(jī) 為了更清晰地理解工廠方法模式，需要先引入兩個(gè)概念：為了更清晰地理解工廠方法模式，需要先引入兩個(gè)概念： 產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)：產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)即產(chǎn)品的繼承結(jié)構(gòu)，如一個(gè)抽象類(lèi)是電視機(jī)，其子類(lèi)有海爾電視機(jī)、海信電視機(jī)、TCL電視機(jī)，則抽象電視機(jī)與具體品牌的電視機(jī)之間構(gòu)成了一個(gè)產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)，抽象電視機(jī)是父類(lèi)，而具體品牌的電視機(jī)是其子類(lèi)。 產(chǎn)品族：在抽象工廠模式中，產(chǎn)品族是指由同一個(gè)工廠生產(chǎn)的，位于不同產(chǎn)品等級(jí)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(jī)、海爾電冰箱，海爾電視機(jī)位于電視機(jī)產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)中，海爾電冰箱位于

3、電冰箱產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)中。 抽象工廠模式w 模式動(dòng)機(jī) 產(chǎn)品族與產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)示意圖產(chǎn)品族與產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)示意圖 抽象工廠模式w 模式動(dòng)機(jī) 當(dāng)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(gè)簡(jiǎn)單的對(duì)象，當(dāng)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(gè)簡(jiǎn)單的對(duì)象，而是而是多個(gè)位于不同產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)中屬于不同類(lèi)型的具體產(chǎn)品時(shí)多個(gè)位于不同產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)中屬于不同類(lèi)型的具體產(chǎn)品時(shí)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(duì)工廠方法模式針對(duì)的是一個(gè)產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)，而抽象工廠模式則需要面對(duì)多個(gè)產(chǎn)品等級(jí)的是一個(gè)產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)，而抽象工廠模式則需要面對(duì)多個(gè)產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)，一個(gè)工廠等級(jí)結(jié)構(gòu)可以負(fù)責(zé)多個(gè)不同產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)中的產(chǎn)品一個(gè)工廠等級(jí)結(jié)構(gòu)可以負(fù)責(zé)多個(gè)不同產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)中的產(chǎn)品對(duì)象的創(chuàng)建對(duì)象的創(chuàng)建 。當(dāng)一個(gè)工廠等級(jí)結(jié)構(gòu)可以創(chuàng)建出分屬于不同產(chǎn)品等。當(dāng)一個(gè)工廠等級(jí)結(jié)構(gòu)可以創(chuàng)建出分屬于不同產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)的一個(gè)產(chǎn)品族中的所有對(duì)象時(shí)，抽象工廠模式比工廠方法模級(jí)結(jié)構(gòu)的一個(gè)產(chǎn)品族中的所有對(duì)象時(shí)，抽象工廠模式比工廠方法模式更為簡(jiǎn)單、有效率。式更為簡(jiǎn)單、有效率。 抽象工廠模式w 模式動(dòng)機(jī) 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(gè)個(gè)創(chuàng)建一系列相關(guān)或相互依賴(lài)對(duì)象的接口創(chuàng)建一系列相關(guān)或相互依賴(lài)對(duì)象的接口，而，而無(wú)須指定無(wú)須指定它們具體的類(lèi)它們具體的類(lèi)。抽象工廠模式又稱(chēng)為。抽象工廠模式又稱(chēng)為Kit模式模式，屬于，屬于對(duì)對(duì)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(lèi)的典型代碼如下：抽象工廠類(lèi)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(lèi)的典型代碼如下：具體工廠類(lèi)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(shí)例與解析實(shí)例一：電器工廠實(shí)例一：電器工廠 一個(gè)電器工廠可以產(chǎn)生多種類(lèi)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(gè)產(chǎn)品族，而相同類(lèi)型的電器構(gòu)成了一個(gè)產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)，現(xiàn)使用抽象工廠模式模擬該場(chǎng)景。抽象工廠模式w 模式實(shí)例與解析實(shí)例一：電器工廠實(shí)例一：電器工廠抽象工廠模式w 模式實(shí)例與解析實(shí)例一：電器工廠實(shí)

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(shí)例與解析實(shí)例二：數(shù)據(jù)庫(kù)操作工廠實(shí)例二：數(shù)據(jù)庫(kù)操作工廠 某系統(tǒng)為了改進(jìn)數(shù)據(jù)庫(kù)操作的性能，自定義數(shù)據(jù)庫(kù)連接對(duì)象Connection和語(yǔ)句對(duì)象Statement，可針對(duì)不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)庫(kù)提供不同的連接對(duì)象和語(yǔ)句對(duì)象，如提供Oracle或SQL Server專(zhuān)用連接類(lèi)和語(yǔ)句類(lèi)，而且用戶可以通過(guò)配置文件等方式根據(jù)實(shí)際需要?jiǎng)討B(tài)更換系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)。使用抽象工廠模式設(shè)計(jì)該系統(tǒng)。抽象工廠模式w 模式實(shí)例與解析實(shí)例二：數(shù)據(jù)庫(kù)操作工廠實(shí)例二：數(shù)據(jù)庫(kù)操作工廠 抽象工廠模式w 模式優(yōu)缺點(diǎn) 抽象工廠

10、模式的優(yōu)點(diǎn)抽象工廠模式的優(yōu)點(diǎn) 抽象工廠模式隔離了具體類(lèi)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(gè)具體工廠就變得相對(duì)容易。所有的具體工廠都實(shí)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(shí)例，就可以在某種程度上改變整個(gè)軟件系統(tǒng)的行為。另外，應(yīng)用抽象工廠模式可以實(shí)現(xiàn)高內(nèi)聚低耦合的設(shè)計(jì)目的，因此抽象工廠模式得到了廣泛的應(yīng)用。 當(dāng)一個(gè)產(chǎn)品族中的多個(gè)對(duì)象被設(shè)計(jì)成一起工作時(shí)，它能夠保證客戶端始終只使用同一個(gè)產(chǎn)品族中的對(duì)象。這對(duì)一些需要根據(jù)當(dāng)前環(huán)境來(lái)決定其行為的軟件系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，是一種非常實(shí)用的設(shè)計(jì)模式。 增加新的具體工廠和產(chǎn)品族很方便，無(wú)須修改已有系統(tǒng)，符合“開(kāi)閉原則”。抽象工廠

11、模式w 模式優(yōu)缺點(diǎn)抽象工廠模式的缺點(diǎn)抽象工廠模式的缺點(diǎn) 在添加新的產(chǎn)品對(duì)象時(shí)，難以擴(kuò)展抽象工廠來(lái)生產(chǎn)新種類(lèi)的產(chǎn)品，這是因?yàn)樵诔橄蠊S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(lèi)的產(chǎn)品就意味著要對(duì)該接口進(jìn)行擴(kuò)展，而這將涉及到對(duì)抽象工廠角色及其所有子類(lèi)的修改，顯然會(huì)帶來(lái)較大的不便。 開(kāi)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(jí)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(gè)系統(tǒng)不應(yīng)當(dāng)依賴(lài)于產(chǎn)品類(lèi)實(shí)例如何被創(chuàng)建、組合和表達(dá)的細(xì)節(jié)，這對(duì)于所有類(lèi)型的工廠模式都是重要的。 系統(tǒng)中有多于一個(gè)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(gè)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(jì)中體現(xiàn)出來(lái)。 系統(tǒng)提供一個(gè)產(chǎn)品類(lèi)的庫(kù)，所有的產(chǎn)品以同樣的接口出現(xiàn)，從而使客戶端不依賴(lài)于具體實(shí)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(yǔ)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(lái)實(shí)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(shí)，可以使用的按鈕、文本框、背景色等一

13、起發(fā)生改變時(shí)，可以使用抽象工廠模式進(jìn)行設(shè)計(jì)。抽象工廠模式進(jìn)行設(shè)計(jì)。 抽象工廠模式w 模式擴(kuò)展 “開(kāi)閉原則開(kāi)閉原則”的傾斜性的傾斜性 “開(kāi)閉原則”要求系統(tǒng)對(duì)擴(kuò)展開(kāi)放，對(duì)修改封閉，通過(guò)擴(kuò)展達(dá)到增強(qiáng)其功能的目的。對(duì)于涉及到多個(gè)產(chǎn)品族與多個(gè)產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，其功能增強(qiáng)包括兩方面： (1) 增加產(chǎn)品族：對(duì)于增加新的產(chǎn)品族，工廠方法模式很好的支持了“開(kāi)閉原則”，對(duì)于新增加的產(chǎn)品族，只需要對(duì)應(yīng)增加一個(gè)新的具體工廠即可，對(duì)已有代碼無(wú)須做任何修改。 (2) 增加新的產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)：對(duì)于增加新的產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)，需要修改所有的工廠角色，包括抽象工廠類(lèi)，在所有的工廠類(lèi)中都需要增加生產(chǎn)新產(chǎn)品的方法，不能很好地支持“開(kāi)閉原

14、則”。 抽象工廠模式的這種性質(zhì)稱(chēng)為“開(kāi)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(jí)結(jié)構(gòu)的增加提供這樣的方便。抽象工廠模式w 模式擴(kuò)展 工廠模式的退化工廠模式的退化 當(dāng)抽象工廠模式中每一個(gè)具體工廠類(lèi)只創(chuàng)建一個(gè)產(chǎn)品對(duì)象，也就是只存在一個(gè)產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)時(shí)，抽象工廠模式退化成工廠方法模式；當(dāng)工廠方法模式中抽象工廠與具體工廠合并，提供一個(gè)統(tǒng)一的工廠來(lái)創(chuàng)建產(chǎn)品對(duì)象，并將創(chuàng)建對(duì)象的工廠方法設(shè)計(jì)為靜態(tài)方法時(shí)，工廠方法模式退化成簡(jiǎn)單工廠模式。本章小結(jié)w 抽象工廠模式提供一個(gè)創(chuàng)建一系列相關(guān)或相互依賴(lài)對(duì)象的接口，而無(wú)須指定它們具體的類(lèi)。抽象工廠模式又

15、稱(chēng)為Kit模式，屬于對(duì)象創(chuàng)建型模式。w 抽象工廠模式包含四個(gè)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(shí)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(gè)產(chǎn)品族，每一個(gè)產(chǎn)品都位于某個(gè)產(chǎn)品等級(jí)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(duì)象，實(shí)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(duì)的是一個(gè)產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)，而抽象工廠模式則需要面對(duì)多個(gè)產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)。本章小結(jié)w 抽象工廠模式的主要優(yōu)點(diǎn)是隔離了具體類(lèi)的生成，使得客戶并不需要知道什么被創(chuàng)建，而且每次可