工廠模式之抽象工廠

主要參考《大話設計模式》

1. 引入

　　前面介紹的工廠方法模式中考慮的是一類產品的生產，如畜牧場養動物、電視機廠生產電視等，然而，現實生活中，許多工廠是綜合型工廠，可以生產各種產品，如大學包括各個系。

2. 定義

　　抽象工廠模式，爲建立一組相關或相互依賴的對象提供一個接口，且無需指定它們的具體類。是全部形態的工廠模式中最爲抽象和最具通常性的一種形態。

3. 場景實現

3.1 場景描述 

　　在框架開發中，對於同一個ORM，假如剛開始開發時使用SQL Server數據庫，可是也但願可以鏈接Access數據庫，或其餘的數據庫（如MySql、Oracle等）。SQL Server在.net中使用的System.Data.SqlClient命名空間下的SqlConnection、SqlCommand、SqlParameter、SqlDataReader、SqlDataAdapter，而Access要用System.Data.Olede命名空間下的相應對象，咱們不可能修改命名空間，或者從新寫相同的業務代碼只是修改與數據庫相關的代碼，這就是兩倍的工做量。於是，針對相似問題，能夠採用抽象工廠模式解決。

　　好比，如今要在業務邏輯代碼類似的狀況下，將SqlServer數據庫改成使用Access數據庫。 以「新增用戶」和「獲取用戶」爲例給出最基本的數據庫訪問程序。

3.2 最基本的數據訪問程序

　　class User
    {
        private int _id;
        public int ID
        {
            get { return _id;}
            set { _id = value; }
        }
        private string _name;
        public string Name
        {
            get { return _name; }
            set { _name = value; }
        }
    }
　　class SqlServer
    {
        public void insert(User user)
        {
            Console.WriteLine("在sqlserver中爲User表添加一條記錄");
        }
        public void select(int id)
        {
            Console.WriteLine("在sqlserver中根據用戶id查找用戶");
        }
    }
　　static void Main(string[] args)
        {
            User user = new User();
            SqlServer sql = new SqlServer();
            sql.insert(user);
            sql.select(1);
            Console.Read();
        }

運行結果以下：

　　上述實現中，沒法靈活的把sqlserver數據庫替換成其餘數據庫，緣由就是SqlServer sql = new SqlServer()使得sql對象被框死在Sqlserver上，若是此處是靈活的（多態的）應用，在執行sql.insert(user)時，不須要關注數據庫究竟是sqlserver仍是access，所以，咱們能夠採用工廠方法模式進行封裝。工廠方法模式是定義一個用於建立對象的接口，讓子類決定實例化哪一個類。

3.3 使用工廠方法模式的數據訪問程序

3.3.1 UML圖

 

3.3.2 代碼實現

class User
    {
        private int _id;
        public int ID
        {
            get { return _id;}
            set { this._id = value; }
        }

        private string _name;
        public string Name
        {
            get { return _name; }
            set { this._name = value; }
        }
    }
interface IUser
    {
        void Insert(User user);
        User GeUser(int id);
    }
 class SqlserverUser:IUser
    {
        public void Insert(User user)
        {
            Console.WriteLine("在Sqlserver中新增一個用戶");
        }
       
        public User GeUser(int id)
        {
            Console.WriteLine("在sqlserver中獲取一個用戶");
            return null;
        }
    }
class AccessUser:IUser
    {
        public void Insert(User user)
        {
            Console.WriteLine("在Access中新增一個用戶");
        }
       
        public User GeUser(int id)
        {
            Console.WriteLine("在Access中獲取一個用戶");
            return null;
        }
    }
　　interface IFactory { IUser CreateUser(); } class SqlserverFactory:IFactory
    {
        public IUser CreateUser()
        {
            return new SqlserverUser();
        }
    }
class AccessFactory:IFactory
    {
        public IUser CreateUser()
        {
            return new AccessUser();
        }
    }
static void Main(string[] args)
        {
            User user=new User();
            IFactory factory=new SqlserverFactory();
            IUser sqlUser = factory.CreateUser();
            sqlUser.Insert(user);
            sqlUser.GeUser(1);
            Console.WriteLine("Hello World!");
        }

　　上述爲使用工廠方法模式實現不一樣數據庫中Insert、GetUser方法的實現，該實現中抽象接口與接口相關聯，而不是與具體的類耦合，對代碼進行了解耦，極大增長了代碼的靈活性。在main方法中只須要根據本身的需求生成數據庫實例便可，加入須要使用access數據庫，只需main中修改成如下語句便可：

IFactory factory=new AccessFactory();

3.4 使用抽象工廠實現

　　上述用工廠方法實現不一樣數據庫新增或獲取User表數據，雖然實現了具體類與類之間的耦合，但一個數據庫中會存在不少表，好比Department表，若是須要獲取Department數據，則須要新增一個Department、ServerDepartment、AccessDepartment 3個類並更改IFactory、SqlServerFactory、AccssFactory

3.4.1 UML圖

　　其中，IDepartment接口，用於客戶端訪問，解除具體數據庫訪問的耦合。

3.4.2 代碼實現　　

//IDepartment接口，用於客戶端訪問，解除具體數據庫訪問的耦合。
interface IDepartment
    {
        void Insert(Department depement);
        User GeUser(int id);
    }
class Department
    {
        private int _id;
        public int ID
        {
            get { return _id;}
            set { this._id = value; }
        }

        private string _name;
        public string Name
        {
            get { return _name; }
            set { this._name = value; }
        }
    }
//SqlserverDepartment類，用於訪問sqlserver的Department class SqlserverDepartment : IDepartment
    {
        public void Insert(Department department)
        {
            Console.WriteLine("在Sqlserver中新增一個部門");
        }
       
        public Department GetDepartment(int id)
        {
            Console.WriteLine("在sqlserver中獲取一個部門");
            return null;
        }
    }
//AccessDepartment類，用於訪問access數據庫的Department class AccessDepartment : IDepartment
    {
        public void Insert(Department department)
        {
            Console.WriteLine("在Access中新增一個部門");
        }
       
        public Department GetDepartment(int id)
        {
            Console.WriteLine("在Access中獲取一個部門");
            return null;
        }
    }

 interface IFactory
    {
        IUser CreateUser();
        IDepartment CreateDepartment();
    } 
// AccessFactory，實現IFactory接口，實例化AccessUser和AccessDepartment
class AccessFactory:IFactory
    {
        public IUser CreateUser()
        {
            return new AccessUser();
        }

        public IDepartment CreateDepartment()
        {
            return new AccessDepartment();
        }
    }
// SqlserverFactory類，實現IFactory接口，實例化SqlserverUser和SqlserverDepartment
class SqlserverFactory:IFactory
    {
        public IUser CreateUser()
        {
            return new SqlserverUser();
        }

        public IDepartment CreateDepartment()
        {
            return  new SqlserverDepartment();
        }
    }
static void Main(string[] args)
        {
            User user=new User();
            Department dep=new Department();
            //IFactory factory=new SqlserverFactory();
            IFactory factory=new AccessFactory();
            IUser sqlUser = factory.CreateUser();
            sqlUser.Insert(user);
            sqlUser.GeUser(1);

            IDepartment id = factory.CreateDepartment();
            id.Insert(dep);
            id.GetDepartment(1);
            Console.WriteLine("Hello World!");
        }

　　客戶端只需肯定實例化哪一個數據庫訪問對象給factory。

　　只有一個User類和User操做類的時候，只須要工廠方法模式，但因爲數據庫中會有不少表，sqlserver和access又是兩個不一樣的分類，所以，該問題中涉及多個產品系列的問題，對其實現，採用了抽象工廠模式。

4. 抽象工廠模式UML圖

　

　　上圖中，AbstractProductA和AbstractProductB是兩個抽象產品，對應於第3.4節場景分析中的User類和Department類，它們又擁有本身不一樣的實現，所以，ProductA一、ProductA一、ProductB一、ProductB2就是對兩個抽象產品具體分類的實現，分別表明SqlserverUser、AccessUser、SqlserverDepartment、AccessDepartment。.IFactory做爲一個抽象工廠接口，應該包含實現建立產品的方法（如：CreateSqlServer,CreateAccess）.而CreateFactory1和CreateFactory2則表明具體的工廠(如：SqlServerFactory，AccessFactory)。一般，會在客戶端建立具體工廠類的實例，這個工廠再建立具備特定實現的產品對象，即爲建立不一樣的產品對象，客戶端應使用不一樣的具體工廠。

5. 其餘應用場景

　　例如一個應用，須要在三個不一樣平臺上運行：Windows、Linux、Android等，三個不一樣操做系統上的軟件功能、應用邏輯、UI都應該是很是相似，惟一不一樣的是調用不一樣的工廠方法，由不一樣的產品類去處理與操做系統交互的信息。

 6. 總結

 　　抽象工廠模式的優勢及缺點：

　　優勢：

• （1）易於交換產品系列（如：上例中，使用SqlServer數據庫仍是Access數據庫只需改變IFactury factory = new AccessFactory();/便可），只需改變具體工廠便可使用不一樣的產品配置
• （2）具體的建立實例過程與客戶端分離。客戶端是經過抽象接口操做實例，產品的具體類名也被具體工廠的實現分離，不會出如今客戶代碼中。

 　　缺點：

　　產品的擴展困難，如上例產品中須要添加一張表Project,此時須要增長IProject 、SqlServerProject、AccessProject,並更改IFactory、SqlServerFactory、AccssFactory,改動較大。所以，在使用抽象工廠模式時，產品的結構等級結構劃分很是重要。