【设计模式笔记15】：抽象工厂模式示例和小结 - 实践

文章目录

• • • • 5. 模式代码分析
      • 6. 模式实例与解析：软件皮肤库
      • 7. 模式优缺点与扩展性分析
      • 8. 模式适用环境

5. 模式代码分析

• a. 抽象工厂 (AbstractFactory)
  • 它定义了所有具体工厂必须实现的一组方法，用于创建一系列产品。每个方法都返回一个抽象产品类型。

public abstract class AbstractFactory {
// 创建产品A的抽象方法
public abstract AbstractProductA createProductA();
// 创建产品B的抽象方法
public abstract AbstractProductB createProductB();
}

• b. 具体工厂 (ConcreteFactory)
  • 它继承抽象工厂，实现其中的抽象方法，以创建属于同一个产品族的一组具体产品。

public class ConcreteFactory1 extends AbstractFactory {
// 实现创建产品A的方法，返回具体产品A1
public AbstractProductA createProductA() {
return new ConcreteProductA1();
}
// 实现创建产品B的方法，返回具体产品B1
public AbstractProductB createProductB() {
return new ConcreteProductB1();
}
}

• c. 客户端 (Client)
  • 客户端代码只依赖于抽象工厂和抽象产品。它通过一个具体工厂的实例来创建一组产品，然后使用这些产品。
  • 在实际应用中，具体工厂的实例通常通过依赖注入或配置文件来获取，而不是在代码中硬编码 new ConcreteFactory1()，这样可以轻松切换整个产品族。

6. 模式实例与解析：软件皮肤库

• a. 实例背景
  • 一个软件系统需要支持界面皮肤（Skin）的切换功能，例如提供一套“春天风格 (Spring)”的皮肤和一套“夏天风格 (Summer)”的皮肤。
  • 每套皮肤都包含一组风格统一的UI控件，如按钮(Button)、文本框(TextField)、组合框(ComboBox)。
  • 当用户选择一套皮肤时，界面上所有的控件都应该切换为该皮肤对应的风格。

• b. 角色映射
  • 抽象工厂 (AbstractFactory): SkinFactory 接口，定义了创建所有UI控件的抽象方法（createButton(), createTextField() 等）。
  • 具体工厂 (ConcreteFactory): SpringSkinFactory 和 SummerSkinFactory 类，分别用于创建春天风格和夏天风格的UI控件族。
  • 抽象产品 (AbstractProduct): Button, TextField, ComboBox 等接口，定义了UI控件的通用行为。
  • 具体产品 (ConcreteProduct): SpringButton, SummerButton, SpringTextField, SummerTextField 等，是具体风格的UI控件实现。

如图UML类图，清晰地展示了 SkinFactory 的继承体系，以及 Button, TextField, ComboBox 三个并行的产品继承体系，以及 Client 与它们之间的依赖关系。

• c. 客户端调用与结果
  • 客户端通过配置文件动态获取具体的皮肤工厂对象。
  • 然后使用这个工厂创建一套完整的UI控件，并调用它们的 display 方法来展示。
  • 由于使用的是同一个工厂，可以保证创建出的所有控件都属于同一个皮肤系列（产品族），实现了风格的统一。

7. 模式优缺点与扩展性分析

• 优点（开闭原则的体现）

  • 易于交换产品族：当需要更换整个产品系列时（例如从Spring皮肤换到Summer皮肤），只需改变具体工厂的实例即可，客户端代码无需任何修改。
  • 增加新的产品族很方便：如果需要增加一个新的产品族（例如“秋天风格”皮肤），只需要增加一个新的具体工厂（FallSkinFactory）和一套新的具体产品（FallButton等）即可，无需修改原有代码。在这个维度上，它符合开闭原则。

• 缺点

  • 增加新的产品等级结构困难：如果需要增加一个新的产品类型（例如增加一个新的UI控件“滚动条 ScrollBar”），那么需要修改 AbstractFactory 接口，增加一个新的抽象方法 createScrollBar()。这将导致所有已有的具体工厂类（SpringSkinFactory, SummerSkinFactory等）都必须进行修改，以实现这个新方法。在这个维度上，它严重违反了开闭原则。

• 与工厂方法模式的关系

  • 当抽象工厂中只有一个创建产品的抽象方法时，抽象工厂模式就退化为了工厂方法模式。因此，可以认为工厂方法模式是抽象工厂模式的一个特例。

8. 模式适用环境

在以下情况下可以考虑使用抽象工厂模式：

1. 一个系统不应当依赖于产品类实例如何被创建、组合和表达的细节。
2. 系统中有多于一个的产品族，而每次只使用其中某一产品族。
3. 属于同一个产品族的产品将被一起使用，这一约束必须在系统的设计中体现出来。（例如，Spring风格的按钮必须和Spring风格的文本框搭配使用）。
4. 系统提供一个产品类的库，所有的产品都以同样的方式接口出现，从而使客户端不依赖于具体实现。