设计模式（三）—— 抽象工厂

模式简介

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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。

抽象工厂模式又称为Kit模式，属于对象创建型模式。

结构说明

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UML类图

角色说明

• AbstractFactory

抽象工厂类。声明一个创建抽象产品对象的操作接口。

• ConcreteFactory

具体工厂类。实现创建具体产品对象的操作。

• AbstractProduct

抽象产品类。为一类产品对象声明一个接口。

• ConcreteProduct

具体产品类。定义一个将被应用的具体工厂创建的产品对象。

示例分析

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继续回到图表工具包的示例中。随着业务的扩展，前两篇中的工具包种类已经不能满足用户的需要，我们需要开发不同主题风格的图表工具，主要分为Windows和Mac两种风格。

来看一下设计思路：

声明抽象产品类PieChart、BarChart

public abstract class PieChart
{
public abstract void Draw();
}

public abstract class BarChart
{
public abstract void Draw();
}

分别实现具体产品类WindowsPieChart、WindowsBarChart、MacPieChart以及MacBarChart

class WindowsPieChart : PieChart
{
public override void Draw()
{
string windowsPieChart = "| \n";
windowsPieChart += "| ------- --------- \n";
windowsPieChart += "| || |@@@@@@@@@| \n";
windowsPieChart += "| || |@@@@@@@@@| \n";
windowsPieChart += "| || |@@@@@@@@@| \n";
windowsPieChart += "| ------- --------- \n";
windowsPieChart += "| ------- --------- \n";
windowsPieChart += "| || |$$$$$$$$$| \n";
windowsPieChart += "| || |$$$$$$$$$| \n";
windowsPieChart += "| || |$$$$$$$$$| \n";
windowsPieChart += "| ------- --------- \n";
windowsPieChart += "|____________________________________";
Console.WriteLine(windowsPieChart);
}
}

class WindowsBarChart : BarChart
{
public override void Draw()
{
string windowsBarChart = "| \n";
windowsBarChart += "| __ \n";
windowsBarChart += "| |--| __ \n";
windowsBarChart += "| __ |--| |--| \n";
windowsBarChart += "| |--| |--| __ |--| \n";
windowsBarChart += "| |--| |--| |--| |--| \n";
windowsBarChart += "| |--| |--| |--| |--| \n";
windowsBarChart += "||--||--||--||--|_____";
Console.WriteLine(windowsBarChart);
}
}

class MacPieChart : PieChart
{
public override void Draw()
{
string macPieChart = "| \n";
macPieChart += "| \n";
macPieChart += "| / \n";
macPieChart += "| / \n";
macPieChart += "| |**** @@@@| \n";
macPieChart += "| |******* @@@@@@@| \n";
macPieChart += "| |@@@@@@@@@| \n";
macPieChart += "| |$$$$$$$$| \n";
macPieChart += "| |$$$$$$$$| \n";
macPieChart += "| |$ $$$$$$| \n";
macPieChart += "| |** $$$$| \n";
macPieChart += "|______________________________";
Console.WriteLine(macPieChart);
}
}

class MacBarChart : BarChart
{
public override void Draw()
{
string macBarChart = "| \n";
macBarChart += "| __ \n";
macBarChart += "| |$$| __ \n";
macBarChart += "| __ |$$| |$$| \n";
macBarChart += "| |$$| |$$| __ |$$| \n";
macBarChart += "| |$$| |$$| |$$| |$$| \n";
macBarChart += "| |$$| |$$| |$$| |$$| \n";
macBarChart += "||$$||$$||$$||$$|_____";
Console.WriteLine(macBarChart);
}
}

声明抽象工厂AbstractFactory，包括抽象方法CreatePieChart和CreateBarChart

public abstract class AbstractFactory
{
public abstract PieChart CreatePieChart();
public abstract BarChart CreateBarChart();
}

实现具体工厂WindowsFactory、MacFactory

public class WindowsFactory : AbstractFactory
{
public override BarChart CreateBarChart()
{
return new WindowsBarChart();
}

public override PieChart CreatePieChart()
{
return new WindowsPieChart();
}
}

public class MacFactory : AbstractFactory
{
public override BarChart CreateBarChart()
{
return new MacBarChart();
}

public override PieChart CreatePieChart()
{
return new MacPieChart();
}
}

客户端调用

class Program
{
static void Main(string[] args)
{
AbstractFactory factory = new WindowsFactory();
//AbstractFactory factory = new MacFactory();
var pieChart = factory.CreatePieChart();
var barChart = factory.CreateBarChart();
pieChart.Draw();
Console.WriteLine();
barChart.Draw();
Console.ReadLine();
}
}

如果想切换位Mac风格，只需要将WindowsFactory修改位MacFactory即可(注释部分)。

优缺点

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优点

• 它分离了具体的类

工厂封装了产品对象创建的过程，将客户与类分离。客户通过抽象接口操纵实例，具体产品的类名不出现在客户端代码中

• 它使得易于交换产品系列

示例中切换主题风格只需要修改具体工厂类即可。

• 它有利于产品的一致性

使用某具体工厂(WindowsFactory或MacFactory)只能使用相应主题中的对象。

不足

• 难以支持新种类的产品

添加新产品时，需要修改抽象工厂及其所有子类。当具体子类工厂数量较多时，修改起来比较繁琐。

使用场景

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• 一个系统要独立于它的产品的创建、组合和表示时

• 一个系统要由多个产品系列中的一个来配置时

• 当你要强调一系列相关的产品对象的设计以便进行联合使用时

• 当你提供一个产品类库，而只是显示它们的接口而不是实现时