《设计模式》笔记之抽象工厂模式

抽象工厂模式

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1.模式目标：为创建相关或信赖的对象提供统一的接口。

2.动机：在设计窗口系统时，不仅需要为不同的窗口部件分别设计类（窗口，滚动条等），而且对于一个跨平台系统甚至有多个皮肤的系统而言，还需要为不同的外观分别设计样式（如Linux上的Motif，Windows上的样式等），如果为窗口部件分别设计适用于不同主题的类，也就太繁琐了。

可以采用以下方法：为不同样式的窗口系统分别设计类以产生对应的对象，它们具有一些共同的操作（如创建滚动条、创建窗口等），把这些公用的操作合并为一个接口类，利用面向对象语言的多态特性（话说没看设计模式前一直搞不懂多态有什么用，这下豁然开朗），客户程序只需要对这个统一的接口进行编程，而不再需要分别去引入不同的具体的类。以后添加样式对象时，只需要再用一个类来继承这个接口类并实现相应的具体操作即可。

对于窗口设计系统，类图如下：

3.模式用途：在以下情况下使用：

（1）系统独立于产品的创建、组合和表示；

（2）系统需要一组功能类似的大量产品；

（3）这些对象彼此联系，一同使用；

（4）开发者想要提供这些产品的类库，并需要面向接口编程，而非面向实现编程。

4.类图：

5.模式效用：

（1）将客户程序与具体实现的类相隔离，客户程序仅需针对接口编程。产品类名在实现的工厂类内被隔离，不出现在客户程序中。

（2）使得交换具体实现的类更加容易。具体的工厂类仅在实例化时才出现，并且只出现这一次。可以通过不同的配置来改变这些具体类。

（3）提高了产品的兼容性。不同的产品系列由同一个具体工厂类来产生，保证了它们之间的兼容性。

（4）不易支持新添加的产品。如果新添加了产品，必须修改抽象工厂类及其子类。下面会介绍一种方法来解决这个问题。

6.实现：

（1）在每一个产品系列中只需要一个具体的工厂类，因此可以使用单例模式来保证只有一个实例。

（2）抽象工厂类只声明了一些接口，实际创建产品是由具体的工厂类来实现，这时可以针对每一个产品用工厂模式来实现，但当产品发生变化时需要添加新的子类。如果产品系列太多，实际的具体工厂类可以用原型模式实现。

（3）每添加一个产品系列，都需要把抽象工厂的类继承体系修改一遍。一个解决方法（灵活但安全性降低）是：添加产生对象的参数，该参数标示出产生的对象类型，可以是一个类标识符、整型、字符串等等。这在动态类型语言如Smalltalk中更容易实现，在C++中，只有在所有的对象具有单一的抽象基类，从而使客户程序强制使用正确的类型。但伴随的问题是：所有的产品都返回相同的抽象接口，客户程序难以分辨它的类型。

7.相关的模式：

经常与工厂模式、原型模式一同使用，具体的工厂类经常使用单例模式。