一.定义
抽象工厂模式(Abstract Factory Pattern)是一种比较常用的模式,其定义如下:
Provide an interface for creating families of related or dependent objects without specifyingtheir concrete classes.(为创建一组相关或相互依赖的对象提供一个接口,而且无需指定它们的具体类。)
抽象工厂模式的通用类图如图所示:
抽象工厂模式是工厂方法模式的升级版本,在有多个业务品种、业务分类时,通过抽象工厂模式产生需要的对象是一种非常好的解决方式。我们来看看抽象工厂的通用源代码,首先有两个互相影响的产品线(也叫做产品族),例如制造汽车的左侧门和右侧门,这两个应该是数量相等的——-两个对象之间的约束,每个型号的车门都是不一样的,这是产品等级结构约束的,我们先看看两个产品族的类图,如图所示:
具体源码
注意类图上的圈圈、框框相对应,两个抽象的产品类可以有关系,例如共同继承或实现一个抽象类或接口,其源代码如代码清单如下所示。
抽象产品类
产品实现类
抽象工厂类
产品等级实现类
具体场景类
在场景类中,没有任何一个方法与实现类有关系,对于一个产品来说,我们只要知道它的工广方法就可以直接产生一个产品对象,无需关心它的实现类。
二. 例子
我们前一篇文章讲了女娲造人的故事。人是造出来了,世界也热闹了,可是低头一看,都是清一色的类型,缺少关爱、仇恨、喜怒哀乐等情绪,人类的生命太平淡了,女娲一想,猛然一拍脑袋,忘记给人类定义性别了,那怎么办?抹掉重来,于是人类经过一次大洗礼,所有的人种都消灭掉了,世界又是空无一物,寂静而又寂寞。
问题是我们怎么建立人的喜怒哀乐,就是怎么加入新需求,把目前已经有的生产设备八卦炉拆开,于是女娲就使用了“八卦复制术”,把
原先的八卦炉一个变两个,并且略加修改,就成了女性八卦炉(只生产女性人种)和男性八卦炉(只生产男性人种),于是乎女娲就开始准备生产了,其类图如图下图所示:
人种接口
三个人种抽象类
黑色人种
白色人种
黄色人种
每个抽象类都有两个实现类,分别实现公共的最细节、最具体的事物:肤色和语言。具体的实现类实现肤色、性别定义,以黄色女性人种为例,代码如下:
其他的黑色人种、白色人种的男性和女性的代码与此类似,不再重复编写。到此为止,我们已经把真实世界的人种都定义出来了,剩下的工作就是怎么制造人类。接口HumanFactory如代码清单如下:
在接口中,我们看到八卦炉是可以生产出不同肤色人种的(当然了,女娲的失误嘛),那它有多少个八卦炉呢?两个,分别生产女性和男性,女性和男性八卦炉分别如代码清单如下:
生产女性八卦炉
生产男性八卦炉
业务类代码
各种肤色的男性、女性都制造出来了,两性之间产生了相互吸引力,于是情感产生,这个世界就多了一种小说的题材“爱情”。回头来想想我们的设计,不知道大家有没有去过工厂,每个工厂分很多车间,每个车间又分多条生产线,分别生产不同的产品,我们可以把八卦炉比俞为车间,把八卦炉生产的工艺(生产白人、黑人还是黄人)称为生产线,如此来看就是一个女性生产车间,专门生产各种肤色的女性,一个是男性生产车间,专门生产各种肤色男性,生完毕就可以在系统外组装,什么是组装﹖嘿嘿,自己思考!在这样的设计下,各个车间和各条生产线的职责非常明确,在车间内各个生产出来的产品可以有耦合关系,你要知道世界上黑、黄、白人种的比例是:1∶4∶6,那这就需要女娲娘娘在烧制的时候就要做好比例分配,在一个车间内协调好。这就是抽象工厂模式。
三.结论
优点
- 封装性,每个产品的实现类不是高层模块要关心的,它要关心的是什么?是接口,是抽象,它不关心对象是如何创建出来,这由谁负责呢?工厂类,只要知道工厂类是谁,我就能创建出一个需要的对象,省时省力,优秀设计就应该如此。
- 产品族内的约束为非公开状态。例如生产男女比例的问题上,猜想女娲娘娘肯定有自己的打算,不能让女盛男衰,否则女性的优点不就体现不出来了吗?那在抽象工厂模式,就应该有这样的一个约束:每生产1个女性,就同时生产出1.2个男性,这样的生产过程对调用工厂类的高层模块来说是透明的,它不需要知道这个约束,我就是要一个黄色女性产品就可以了,具体的产品族内的约束是在工厂内实现的。
缺点
抽象工厂模式的最大缺点就是产品族扩展非常困难,为什么这么说呢?我们以通用代码为例,如果要增加一个产品C,也就是说产品家族由原来的2个增加到3个,看看我们的程序有多大改动吧!抽象类AbstractCreator要增加一个方法createProductC(),然后两个实现类都要修改,想想看,这严重违反了开闭原则,而且我们一直说明抽象类和接口是一个契约。改变契约,所有与契约有关系的代码都要修改,那么这段代码叫什么?叫“有毒代码”,——只要与这段代码有关系,就可能产生侵害的危险!