Understanding Factory Method and Abstract Factory Patterns(理解工厂方法模式和抽象工厂模式)

前言:

    在设计模式中，最普遍和最流行的是工厂方法模式和抽象工厂模式，同时也是最让初学者困惑的那种模式。

    这篇文章通过清晰的例子梳理了这两个“必须得知道”的设计模式，同时也进一步地讲解了两种模式之间的区别。最后我们也可以看到这两种模式的长处和短处。

工厂方法模式：

    在GOF中，工厂方法模式是这样定义的：

    “定义一个创建对象的接口，但是让子类决定具体实例化哪一个实例，工厂方法模式把实例化操作推迟到子类中实现”

    现在让我们先理解工厂方法模式的定义的，但首先，我们得先用一个例子来描述这个模式是怎么样去创建对象的。

    在实际的编程中，我们经常会碰到这种情况，即一个类会包含另一个类对象或者类层次对象在它里面，我们可以轻松地用new或者构造函数来实现它的实例化。但是这种方法存在一个缺点，当创建对象取决于这两个对象之间的联系时，就会很困难。

    我们可以用工厂方法模式来减弱这两个类，工厂方法典型的执行是用虚函数来实现的，所以这种模式有时也会看成“虚构造”。这些方法创建产品对象或者目标类对象。

    同样的，这些代码也用来处理产品接口，因此它可以作用在所有的用户自定义的具体类，因此这些代码不会与特定的类产生强耦合。

不用工厂方法模式的例子：

    让我们开始解释这个问题，并且把它当成我们讨论工厂方法模式的动机。这里，我们想去创建一个UI框架，这个由一个数据组件、一个显示数据的视图和一个工具栏或者一个可变的停靠栏组成。

    在下面这段简单的代码中：

    1.CUIFrameWork是UI框架类

    2.CDataComponent,CUIComponet和CToolBarComponent是成员类

class CUIFrameWork{public:    CUITemplate* CreateUI()    {        CDataComponent* pData = new CDataComponent();        CUIComponent* pUI = new CUIComponent();         CToolBarComponent* pTooBar1 = new CToolBarComponent();        CToolBarComponent* pTooBar2 = new CToolBarComponent();        pUI->AddToolBar(pTooBar1);        pUI->AddToolBar(pTooBar2);         return new CUITemplate( pData, pUI );    }};

问题：

    现在我们考虑增加一个新的UI组件进去，这个新的UI组件可以是一个滚动视图或者是一个列表视图，所以这里也会需要增加一个工具栏和停靠栏。在当前的方法中，哪怕是更改一个组件，我们也必须得写完全部的代码，并且再重新绑定一次。

    在下面的代码段里面：

    1.一个新的具体产品CUIComponentScrolling增加了进来

    2.但是现在，CUIFrameWork同样也意识到了这个新的UI组件

class CUIFrameWork {public:    CUITemplate* CreateUI()    {        … Same code as in above example    }     CUITemplate* CreateScrollingUI()    {        CDataComponent* pData = new CDataComponent();        CUIComponent* pUI = new CUIComponentScrolling();            CToolBarComponent* pTooBar1 = new CToolBarComponent();        CToolBarComponent* pTooBar2 = new CToolBarComponent();        pUI->AddToolBar(pTooBar1);        pUI->AddToolBar(pTooBar2);         return new CUITemplate( pData, pUI );    }};

    在这里我们没有利用CreateUI()方法，同样的，客户端必须知道的而且与具体新产品紧密绑定在一起。

解决办法：

    通过工厂模式，我们可以写一个虚方法去创建一个产品对象，所以当一个新的具体新产品被加进CUIFrameWork时，我们需要导出一个新的框架类，并且重写相关的工厂方法来创建这个具体的类。这时，主要的框架类(CUIFrameWork)只用来处理产品接口，而把创建具体产品对象的任务交给子类来实现。

    在下面的代码段里面：

    工厂方法用这三个函数来实现，MakeDataComp, MakeUIComp和MakeTooBarComp

class CUIFrameWork {public:    // Instead of hard coding we write factory methods which    // perform the task of object creation.    virtual CDataComponent* MakeDataComp()    {        return new CDataComponent();     }     virtual CUIComponent* MakeUIComp()    {        return new CUIComponent();    }         virtual CToolBarComponent* MakeToolBarComp( UINT nID )    {        return new CToolBarComponent( nID );    }      CUITemplate* CreateUI()    {        CDataComponent* pData = MakeDataComp();        CUIComponent* pUI = MakeUIComp();        CToolBarComponent* pTooBar1 = MakeToolBarComp( ID_STANDARD );        CToolBarComponent* pTooBar2 = MakeToolBarComp( ID_CUSTOM );        pTooBar2->AddDropDownButton();        pTooBar2->AddComboBox();        pUI->AddToolBar(pTooBar1);        pUI->AddToolBar(pTooBar2);        return new CUITemplate( pData, pUI );    }};

    如果想创建一个滚动UI组件，我们只要创建另外一个框架类，并且重写方法MakeUIComp()和创建一个滚动UI组件。

class CUIFrameWork_ScrollingUI : public CUIFrameWork{public:    virtual CUIComponent* MakeUIComp()    {        return new CUIComponentScrolling();    }};

    同样的，如果你想改变工具条组件，我们可以创建另外一个框架类并且重写方法MkaeToolBarComp()和创建一个新的工具条组件。

class CUIFrameWork_SizingBars : public CUIFrameWork{public:    virtual CToolBarComponent* MakeToolBarComp( UINT nID )    {        return new CToolBarComponent_SizingBar( nID );    }};

    客户端代码如下：

// Client Code to create scrolling view.CUIFrameWork_ScrollingUI objScrollUI;CUITemplate* pTemplate = objScrollUI.CreateUI();

工厂方法模式优点：

    1.工厂方法模式不需要在你的代码里面绑定特定应用的类

    2.代码主要处理接口，因此代码可以运行在任意的用户自定义的具体类上面

    3.工厂方法模式为子类提供钩子以方便创建不同的具体产品，在上面的例子中，工厂方法MakeUISpecificCtrls提供钩子去创建特定的控件，在默认的CUIComponent,一个简单的编辑框控件被创建了，然而我们可以在继承类中改变这个行为，让它创建一个只接受浮点型值的编辑框控件

    4.工厂方法通过定位类的从属关系来来连接平行的层次类，在上面的例子中，CUIComponent和CEdtitCtrl类层次就可以彼此相连，同时注意工厂方法是怎么定义两个层次类之间的连接。

原文链接: http://www.codeproject.com/Articles/35789/Understanding-Factory-Method-and-Abstract-Factory