23种设计模式(八)对象创建之抽象工厂

本系列所有文章来自李建忠老师的设计模式笔记，系列如下：
设计模式(一)面向对象设计原则
23种设计模式(二)组件协作之模板方法
23种设计模式(三)组件协作之策略模式
23种设计模式(四)组件协作之观察者模式
23种设计模式(五)单一职责之装饰模式
23种设计模式(六)单一职责之桥模式
23种设计模式(七)对象创建之工厂方法
23种设计模式(八)对象创建之抽象工厂
23种设计模式(九)对象创建之原型模式
23种设计模式(十)对象创建之构建器
23种设计模式(十一)对象性能之单件模式
23种设计模式(十二)对象性能之享元模式
23种设计模式(十三)接口隔离之门面模式
23种设计模式(十四)接口隔离之代理模式
23种设计模式(十五)接口隔离之适配器
23种设计模式(十六)接口隔离之中介者
23种设计模式(十七)状态变化之状态模式
23种设计模式(十八)状态变化之备忘录
23种设计模式(十九)数据结构之组合模式
23种设计模式(二十)数据结构之迭代器
23种设计模式(二十一)数据结构之职责链
23种设计模式(二十二)行为变化之命令模式
23种设计模式(二十三)行为变化之访问器
23种设计模式(二十四)领域规则之解析器

文章目录

动机
设计方法一
设计方法二
设计方法三
模式定义
要点总结

抽象工厂与工厂方法极其类似，都是绕开new的，但是有些许不同。

动机

在软件系统中，经常面临着“一系列相互依赖的对象”的创建工作；同时，由于需求的变化，往往存在更多系列对象的创建工作。

假设现在有这样一个需求，我们需要做一个数据访问层。

设计方法一

在数据访问层需要创建一系列的对象，比如建立链接，创建数据库的命令对象，创建数据库的DataReader对象。但是数据库可能不只有Sql的，可能还有别的类型的。

EmployeeDAO1.cpp

class EmployeeDAO{public:vector<EmployeeDO> GetEmployees(){SqlConnection* connection =new SqlConnection();connection->ConnectionString = "...";SqlCommand* command =new SqlCommand();command->CommandText="...";command->SetConnection(connection);SqlDataReader* reader = command->ExecuteReader();while (reader->Read()){}}
};

那么上述这种实现就不支持多种数据库的方法。

设计方法二

如果要支持多种数据库，第一种反应就是实现面向接口的编程。基于上一节的工厂方法，为每一个类实现一个工厂

EmployeeDAO2.cpp


//数据库访问有关的基类
class IDBConnection{};
class IDBConnectionFactory{public:virtual IDBConnection* CreateDBConnection()=0;
};class IDBCommand{};
class IDBCommandFactory{public:virtual IDBCommand* CreateDBCommand()=0;
};class IDataReader{};
class IDataReaderFactory{public:virtual IDataReader* CreateDataReader()=0;
};//支持SQL Server
class SqlConnection: public IDBConnection{};
class SqlConnectionFactory:public IDBConnectionFactory{};class SqlCommand: public IDBCommand{};
class SqlCommandFactory:public IDBCommandFactory{};class SqlDataReader: public IDataReader{};
class SqlDataReaderFactory:public IDataReaderFactory{};//支持Oracle
class OracleConnection: public IDBConnection{};class OracleCommand: public IDBCommand{};class OracleDataReader: public IDataReader{};class EmployeeDAO{// 三个工厂创建三个对象IDBConnectionFactory* dbConnectionFactory;IDBCommandFactory* dbCommandFactory;IDataReaderFactory* dataReaderFactory;public:vector<EmployeeDO> GetEmployees(){// 多态实现IDBConnection* connection =dbConnectionFactory->CreateDBConnection();connection->ConnectionString("...");IDBCommand* command =dbCommandFactory->CreateDBCommand();command->CommandText("...");command->SetConnection(connection); //关联性IDBDataReader* reader = command->ExecuteReader(); //关联性while (reader->Read()){}}
};

上述方法确实能够解决new的问题，但是也存在一些其它的问题。就是一开始创建的三个工厂必须是同系列的，具备关联性。解决这个问题就需要引入抽象工厂。

设计方法三

如果将一开始创建的三个工厂放在一个类里面，就不会存在这个问题。

如何应对这种变化？如何绕过常规的对象创建方法(new)，提供一种“封装机制”来避免客户程序和这种“多系列具体对象创建工作”的紧耦合？

EmployeeDAO3.cpp

//数据库访问有关的基类
class IDBConnection{};class IDBCommand{};class IDataReader{};class IDBFactory{public:virtual IDBConnection* CreateDBConnection()=0;virtual IDBCommand* CreateDBCommand()=0;virtual IDataReader* CreateDataReader()=0;};//支持SQL Server
class SqlConnection: public IDBConnection{};
class SqlCommand: public IDBCommand{};
class SqlDataReader: public IDataReader{};class SqlDBFactory:public IDBFactory{public:virtual IDBConnection* CreateDBConnection()=0;virtual IDBCommand* CreateDBCommand()=0;virtual IDataReader* CreateDataReader()=0;};//支持Oracle
class OracleConnection: public IDBConnection{};class OracleCommand: public IDBCommand{};class OracleDataReader: public IDataReader{};class EmployeeDAO{IDBFactory* dbFactory;public:vector<EmployeeDO> GetEmployees(){IDBConnection* connection =dbFactory->CreateDBConnection();connection->ConnectionString("...");IDBCommand* command =dbFactory->CreateDBCommand();command->CommandText("...");command->SetConnection(connection); //关联性IDBDataReader* reader = command->ExecuteReader(); //关联性while (reader->Read()){}}
};

模式定义

提供一个接口，让该接口负责创建一系列“相关或者相互依赖的对象”，无需指定它们具体的类。

要点总结

如果没有应对“多系列对象构建”的需求变化，则没有必要使用Abstract Factory模式，这时候使用简单的工厂完全可以。

“系列对象”指的是在某一特定系列下的对象之间有相互依赖、或作用的关系。不同系列的对象之间不能相互依赖。

Abstract Factory模式主要在于应对“新系列”的需求变动。其缺点在于难以应对“新对象”的需求变动。（因为如果要加新对象的话，就会改变抽象基类IDBFactory）