5.抽象工厂模式-abstractfactory

Posted 2021-02-09 weixiaotao

初识抽象工厂模式

定义

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。

结构和说明

AbstractFactory：? 抽象工厂，定义创建一系列产品对象的操作接口。

ConcreteFactory：? 具体的工厂，实现抽象工厂定义的方法，具体实现一系列产品对象的创建。

AbstractProduct：? 定义一类产品对象的接口

ConcreteProduct：? 具体的产品实现对象，通常在具体工厂里面，会选择具体的产品实现对象，来创建符合抽象工厂定义的方法返回的产品类型的对象。

Client：? 客户端，主要使用抽象工厂来获取一系列所需要的产品对象，然后面向这些产品对象的接口编程，以实现需要的功能

体会抽象工厂模式

选择组装电脑的配件?

　　举个生活中常见的例子——组装电脑，我们在组装电脑的时候，通常需要选择一系列的配件，比如：CPU、硬盘、内存、主板、电源、机箱等等。为了使讨论简单点，只考虑选择CPU和主板的问题。

?　　 对于装机工程师而言，他只知道组装一台电脑，需要相应的配件，但是具体使用什么样的配件，还得由客户说了算。也就是说装机工程师只是负责组装，而客户负责选择装配所需要的具体的配件。

　　问题? 现在需要使用程序来把这个装机的过程，尤其是选择组装电脑配件的过程实现出来，该如何实现呢？看代码

　　不用模式的解决方案存在的问题? 虽然上面的实现，通过简单工厂解决解决了：对于装机工程师，只知CPU和主板的接口，而不知道具体实现的问题。但还有一个问题没有解决，什么问题呢？那就是这些CPU对象和主板对象其实是有关系的，是需要相互匹配的。装机人员无法保证用户提供的方案CPU和主板是匹配的。

 

使用模式的解决方案的结构图

使用模式的解决方案?

　　先来看看如何使用抽象工厂模式来解决前面提出的问题。装机工程师要组装电脑对象，需要一系列的产品对象，比如CPU、主板等，于是创建一个抽象工厂给装机工程师使用，在这个抽象工厂里面定义抽象的创建CPU和主板的方法，这个抽象工厂就相当于一个抽象的装机方案，在这个装机方案里面，各个配件是能够相互匹配的。

? 每个装机的客户，会提出他们自己的具体装机方案，或者是选择已有的装机方案，相当于为抽象工厂提供了具体的子类，在这些具体的装机方案类里面，会创建具体的CPU和主板实现对象。

理解抽象工厂模式

认识抽象工厂模式

1：模式的功能? 抽象工厂的功能是为一系列相关对象或相互依赖的对象创建一个接口。从某种意义上看，抽象工厂其实是一个产品系列，或者是产品簇。

2：实现成接口? AbstractFactory在Java中通常实现成为接口，大家不要被名称误导了，以为是实现成为抽象类

3：使用工厂方法? AbstractFactory定义了创建产品所需要的接口，具体的实现是在实现类里面，通常在实现类里面就需要选择多种更具体的实现，所以AbstractFactory定义的创建产品的方法可以看成是工厂方法，而这些工厂方法的具体实现就延迟到了具体的工厂里面。也就是说使用工厂方法来实现抽象工厂。

4：切换产品簇? 抽象工厂定义了一个产品簇，因此切换产品簇的时候提供不同的抽象工厂就好了

5：抽象工厂模式的调用顺序示意图

 

定义可扩展的工厂

? 　　在前面的示例中，抽象工厂为每一种它能创建的产品对象都定义了相应的方法，比如创建CPU的方法和创建主板的方法等。这种实现有一个麻烦，就是如果在产品簇中要新增加一种产品，比如现在要求抽象工厂除了能够创建CPU和主板外，还要能够创建内存对象，那么就需要在抽象工厂里面添加创建内存的这么一个方法。当抽象工厂一发生变化，所有的具体工厂实现都要发生变化，这非常的不灵活。

? 　　现在有一种相对灵活，但是不太安全的改进方式来解决这个问题，思路如下：抽象工厂里面不需要定义那么多方法，定义一个方法就可以了，给这个方法设置一个参数，通过这个参数来判断具体创建什么产品对象；由于只有一个方法，在返回类型上就不能是具体的某个产品类型了，只能是所有的产品对象都继承或者实现的这么一个类型，比如让所有的产品都实现某个接口，或者干脆使用Object类型。

抽象工厂和DAO

了解即可

一：DAO知识回顾

1：DAO：数据访问对象，是Data Access Object首字母的简写

2：DAO是JEE（也称JavaEE，原J2EE）中的一个标准模式，通过它来解决访问数据对象所面临的一系列问题，比如：数据源不同、存储类型不同、访问方式不同、供应商不同、版本不同等等，这些不同会造成访问数据的实现上差别很大。

3：使用DAO的系统结构图

4：DAO需要抽象和封装所有对数据的访问，DAO承担和数据仓库交互的职责，这也意味着，访问数据所面临的所有问题，都需要DAO在内部来自行解决

DAO和抽象工厂的关系? 在实现DAO模式的时候，最常见的实现策略就是使用工厂的策略，而且多是通过抽象工厂模式来实现，当然在使用抽象工厂模式来实现的时候，可以结合工厂方法模式。因此DAO模式和抽象工厂模式有很大的联系。

DAO模式采用工厂方法模式来实现的策略

 

DAO模式采用抽象工厂模式来实现的策略

抽象工厂模式与工厂方法模式的区别

 　　抽象工厂模式是工厂方法模式的升级版本，他用来创建一组相关或者相互依赖的对象。他与工厂方法模式的区别就在于，工厂方法模式针对的是一个产品等级结构；而抽象工厂模式则是针对的多个产品等级结构。在编程中，通常一个产品结构，表现为一个接口或者抽象类，也就是说，工厂方法模式提供的所有产品都是衍生自同一个接口或抽象类，而抽象工厂模式所提供的产品则是衍生自不同的接口或抽象类。

? 　　在抽象工厂模式中，有一个产品族的概念：所谓的产品族，是指位于不同产品等级结构中功能相关联的产品组成的家族。抽象工厂模式所提供的一系列产品就组成一个产品族；而工厂方法提供的一系列产品称为一个等级结构。

? 　　明白了等级结构和产品族的概念，就理解工厂方法模式和抽象工厂模式的区别了，如果工厂的产品全部属于同一个等级结构，则属于工厂方法模式；如果工厂的产品来自多个等级结构，则属于抽象工厂模式。如下以汽车等级为例，如果一个工厂模式提供2.0排量两厢车和2.4排量两厢车，那么他属于工厂方法模式；如果一个工厂模式是提供2.4排量两厢车和2.4排量三厢车两个产品，那么这个工厂模式就是抽象工厂模式，因为他提供的产品是分属两个不同的等级结构。当然，如果一个工厂提供全部四种车型的产品，因为产品分属两个等级结构，他当然也属于抽象工厂模式了。

抽象工厂模式的优缺点

1：分离接口和实现

2：使得切换产品簇变得容易

3：不太容易扩展新的产品

? 产品族的扩展将是一件十分费力的事情，假如产品族中需要增加一个新的产品，则几乎所有的工厂类都需要进行修改。所以使用抽象工厂模式时，对产品等级结构的划分是非常重要的。

4：容易造成类层次复杂

思考抽象工厂模式

抽象工厂模式的本质

抽象工厂模式的本质是：选择产品簇的实现

何时选用抽象工厂模式

1：如果希望一个系统独立于它的产品的创建，组合和表示的时候，换句话说，希望一个系统只是知道产品的接口，而不关心实现的时候2：如果一个系统要由多个产品系列中的一个来配置的时候，换句话说，就是可以动态的切换产品簇的时候

3：如果要强调一系列相关产品的接口，以便联合使用它们的时候

总结

? 　　无论是简单工厂模式，工厂方法模式，还是抽象工厂模式，他们都属于工厂模式，在形式和特点上也是极为相似的，他们的最终目的都是为了解耦。在使用时，我们不必去在意这个模式到底工厂方法模式还是抽象工厂模式，因为他们之间的演变常常是令人琢磨不透的。经常你会发现，明明使用的工厂方法模式，当新需求来临，稍加修改，加入了一个新方法后，由于类中的产品构成了不同等级结构中的产品族，它就变成抽象工厂模式了；而对于抽象工厂模式，当减少一个方法使的提供的产品不再构成产品族之后，它就演变成了工厂方法模式。

? 　　所以，在使用工厂模式时，只需要关心降低耦合度的目的是否达到了。

代码地址： https://gitee.com/weixiaotao1992/DesignPatternsForJava