〇、简介
1、什么是抽象工厂模式?
一句话解释:
提供一个接口,以创建一系列相关或相互依赖的抽象对象,而无需指定它们具体的类。(将一系列抽象类装进接口,一次接口实现,就必须实例化这一系列抽象类)
抽象工厂模式(Abstract Factory Pattern)是一种创建型模式。它用于创建一组相关对象的家族。强调的是一组对象之间的协作关系,而不是单个对象之间的依赖关系。抽象工厂类负责创建整个家族的对象的生命周期,并隐藏与实现有关的逻辑。
一个比喻:(科目与课代表)
语文和数学的课代表和副课代表,都按照抽象方法标准选好了,接下来同样的通过实现抽象类和接口标准,来选出两名物理课代表。当然,已经选出来的其他课代表,和本次选举无关联。
2、优缺点和使用场景
优点:
- 可以降低系统中各个对象之间的耦合度。
- 隔离了具体类的生产,使得客户并不需要知道什么被创建。
- 增加新的具体工厂和产品族很方便,无须修改已有系统,符合“开闭原则”。
缺点:
- 在增加新的产品方面比较困难,需要修改抽象工厂的接口,这样会导致所有的具体工厂也需要做出相应的修改。
- 抽象程度高,可能会导致一些底层实现细节难以控制。
总之,抽象工厂模式能够有效地封装对象创建,但是扩展产品较为困难。它在软件开发中被广泛使用,特别是在跨平台软件开发中经常用到,使用时要注意系统对象的特点合理使用。
适用场景:
- 一个系统要独立于它的产品的创建、组合和表示。
- 一个系统要有多个产品系列中的一个来配置。
- 要强调一系列相关的产品对象的设计,以便进行联合使用。
- 提供一个产品类库,但只想显示它们的接口而不是实现。
实际使用场景举例:
- 游戏开发:游戏中可能需要多种角色、武器、敌人等元素,它们之间可能存在关联性或依赖性,可以使用抽象工厂方法来快速构建游戏元素。
- 数据库访问组件设计:不同数据库的连接、查询和数据存储方式可能存在差异,可以使用抽象工厂方法来创建不同数据库的访问组件、驱动和映射器。
- 操作系统界面设计:不同操作系统的界面设计具有不同的特点,可以使用抽象工厂方法来创建不同操作系统下的控件。
总之,使用抽象工厂模式,都需要保证对象家族之间高内聚、松耦合,使得系统的设计和实现更加灵活和可扩展。
一、抽象工厂模式简单实现与扩展
通过两个抽象类 ProductA/ProductBBBB,实现四个具体产品类;在通过接口 IAbstractFactory,实现两个具体工厂的产品族 ConcreteFactory1/ConcreteFactory2。最后通过 Client 类注入工厂类的同时,创建产品的不同产品的实例,使客户端不用了解产品如何实例化,可以直接引用。
下面我们尝试扩展出来一个新的产品 3:
测试:
二、抽象工厂模式的结构
根据上一章节的示例代码,简单画一个 UML 图,如下:
- AbstractFactory:声明一个创建抽象产品对象的操作接口。
- ConcreteFactory:实现创建具体产品对象的操作。
- AbstractProduct:为一类产品对象声明一个接口。
- ConcreteProduct:定义一个将被相应的具体工厂创建的产品对象。实现了 IAbstractProduct 接口。
- Client:仅使用由 AbstractFactory 和 AbstractProduct 类声明的接口。
通常在运行时创建一个 ConcreteFactory 类的实例,此实例具有 AbstractFactory 中全部定义的实现。当客户端需要创建不同的产品对象时,可以通过实现抽象工厂来创建具体工厂。
AbstractFactory 将产品对象的创建延迟到它的 ConcreteFactory 子类。
三、抽象工厂模式在 .net 框架中的实际应用
例如 DbProviderFactory,这个类位于 System.Data.Common.dll 程序集中,该类扮演抽象工厂模式中抽象工厂的角色,源码如下:
下面是 SqlClientFactory.cs,继承了抽象类 DbProviderFactory,需要注意的是,此为引用程序集,即只包含元数据,不含可执行代码。如何通过工厂模式访问 SQLServer 数据库,可以参考官网示例: 获取 DbProviderFactory
点击查看 SqlClientFactory.cs
下面再看一下 Oracle 工厂的实现,完全独立于其他数据库的工厂:
点击查看 OracleClientFactory.cs
当然,诸如 Mysql、DB2 等类同。由此可见,当后续新增数据库时,只需对 DbProviderFactory 抽象工厂进行继承即可,对已实现的数据工厂毫无影响。