[学习笔记]设计模式之Abstract Factory

写在前面

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在上篇笔记Builder设计模式中,时の魔导士祭出了自己的WorldCreator。尽管它因此能创造出一个有山有树有房子的世界,但是白雪公主的生活似乎并不太快乐。啊,她当然需要填饱肚子。“来点可口的意式甜点,还是独特的法式面包呢?”魔导士心想。顺便说一下,白雪公主是德国人。“那就德式烤肠怎么样?……总之,我们需要点食品加工厂~尝尝来自世界各地的美味吧!”

来自不同地域的食品加工厂各自有着独特的工艺水平,生产出来的食物口感味道上都各有千秋。但它们生产出来的都是给公主吃的食物,要怎么样去设计这个食物的供给呢?我们当然可以采用Abstract Factory(抽象工厂)模式啦!

要点梳理

  • 目的分类
    • 对象创建型模式
  • 范围准则
    • 对象(该模式处理对象间的关系,这些关系在运行时刻是可以变化的,更具动态性)
  • 主要功能
    • 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。
  • 适用情况
    • 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
    • 当我们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
    • 当我们提供一个产品类库,而只想显示它们的接口而不是实现时
  • 参与部分
    • 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AbstractProduct接口
    • Client:仅使用由AbstractFactoryAbstractProduct类声明的接口
  • 协作过程
    • 通常在运行时刻创建一个ConcreteFactory类的实例。这一具体的工厂创建具有特定实现的产品对象。为创建不同的产品对象,客户应使用不同的具体工厂
    • AbstractFactory将产品对象的创建延迟到它的ConcreteFactory

示例分析 - 美味的食品工厂

时の魔导士合上了他心爱的魔法书。为了让白雪公主能随时随地吃上美味的食物,他在公主的城堡外建造了一个充满魔法的FoodFactory(魔法总是虚幻的,可以认为它只是一个Abstract Factory),它能创造食物Food和饮料Drink,请看示例:

1 class FoodFactory {
2 public:
3     FoodFactory();
4     
5     virtual Dinner* makeDinner() const { return new Dinner(); }
6     virtual Food* makeFood(int f) const { return new Food(f); }
7     virtual Drink* makeDrink(int d) const { return new Drink(d); }
8 }

他当然还教会7个霍比特人中的一个生产食物的咒语(createFood),以使得他荣幸地成为白雪公主的第一任美味厨师长。createFood方法以FoodFactory为参数,这样小霍比特人就能指定要制作的食物和饮料了:

1 Dinner* Hobbit::createFood (FoodFactory& factory) {
2     Dinner* dinner = factory.makeDinnner();
3     Food* food = factory.makeFood(9);
4     Drink* drink = factory.makeDrink(9);
5     
6     dinner->addFoodAndDrink(food, drink);
7     
8     return dinner;
9 }

等等,怎么是9份?啊,白雪公主要吃霍比特人2倍的量哦。另外,时の魔导士悄悄地告诉小霍比特人,其实FoodFactory只是一个统一的魔法平台而已,想要让白雪公主尝到世界各地的美味,他还需要建造相应的具体工厂,比如说“PizzaHut”:

1 class PizzaHut : public FoodFactory {
2 public:
3     PizzaHut();
4     
5     virtual Food* makeFood(int f) const { return new Pizza(f, addCheese()); }
6     virtual Drink* makeDrink(int d) const { return new Coffee(d); }
7 protected:
8     Cheese* addCheese() const;
9 }

嗯……更多芝士,更多美味~~“当然,你甚至可以来点中餐!”时の魔导士兴奋地说道:

class ChineseRestaurant : public FoodFactory {
public:
    ChineseRestaurant();
    
    virtual Food* makeFood(int f) const { return new ChineseFood(f, "Egg Fried Rice"); }
    virtual Drink* makeDrink(int d) const { return new Maotai(d, 52); }
}

现在,我们可以看到Abstract Factory的好处了,如果白雪公主想吃意式菜:

1 Hobbit theCook;
2 PizzaHut factory;
3 Dinner* dinner = theCook.createFood(factory);

那如果她突然想吃中餐,要做的仅仅是:

1 Hobbit theCook;
2 ChineseRestaurant factory;
3 Dinner* dinner = theCook.createFood(factory);

总而言之,现在他们可以享受到美味的食物啦。

特点总结

趁着白雪公主她们一行人吃饭的时间,我们来回顾一下抽象工厂的特点和实用性吧。在上面的例子中,客户即是霍比特人厨师,工厂则是FoodFactory, PizzaHut, ChineseRestaurant,产品是Dinner(Food和Drink的合集)。注意到FoodFactory仅是工厂方法的一个集合。这是最通常的实现Abstract Factory模式的方式。同时注意FoodFactory不是一个抽象类;因此它既作为AbstractFactory也作为ConcreteFactory。这是Abstract Factory模式的简单应用的另一个通常的实现。因为FoodFactory是一个完全由工厂方法组成的具体类,通过生成一个子类并重定义需要改变的操作,它很容易生成一个新的FoodFactory。我们可以看到:

  1. 它分离了具体的类Abstract Factory模式帮助我们控制一个应用创建的对象的类。因为一个工厂封装创建产品对象的责任和过程,它将客户与类的实现分离。客户通过它们的抽象接口操纵实例。产品的类名也在具体工厂的实现中被分离;它们不出现在客户代码中。
  2. 它使得易于交换产品系列一个具体工厂类在一个应用中仅出现一次—即在它初始化的时候。这使得改变一个应用的具体工厂变得很容易。它只需改变具体的工厂即可使用不同的产品配置,这是因为一个抽象工厂创建了一个完整的产品系列,所以整个产品系列会立刻改变。上文的例子已经提到。
  3. 它有利于产品的一致性当一个系列中的产品对象被设计成一起工作时,一个应用一次只能使用同一个系列中的对象,这一点很重要。而Abstract Factory可以很容易实现这一点。
  4. 难以支持新种类的产品难以扩展抽象工厂以生产新种类的产品。这是因为AbstractFactory接口确定了可以被创建的产品集合。支持新种类的产品就需要扩展该工厂接口,这将涉及AbstractFactory类及其所有子类的改变。比方说上面的例子,Dinner中除了Food和Drink,我还想要点Dessert……

当然我们可以定义一个可扩展的工厂,来解决4中所提的难处。比如给创建对象的操作增加一个参数;该参数指定了将被创建的对象的种类。不过,这是一种更灵活但不太安全的设计。

写在最后

今天的笔记就到这里了,欢迎大家批评指正!如果觉得可以的话,好文推荐一下,我会非常感谢的!

posted on 2014-02-27 16:56  时の魔导士  阅读(1150)  评论(5编辑  收藏  举报

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