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【设计模式】Head First 设计模式——抽象工厂模式 C++实现

设计模式最大的作用就是在变化和稳定中间寻找隔离点,然后分离它们,从而管理变化。将变化像小兔子一样关到笼子里,让它在笼子里随便跳,而不至于跳出来把你整个房间给污染掉。

设计思想

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”,无需指定他们具体的类。

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。

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?

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。

抽象工厂和工厂方法非常相像,区别就在于抽象工厂需要一系列对应的对象,而工厂方法就是唯一对象,因此工厂方法也可以理解成抽象工厂的一个特例。

业务场景

要对 SQL Server 数据库进行操作,需要有 Connection,Command,DataReader等一系列配套的操作。而当需要更换数据库的时候,也是这套操作

如何提高代码复用性

一个非常直观的思路是:

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()) {}}
};

看见这些熟悉的代码:

 SqlConnection* connection = new SqlConnection();SqlCommand* command = new SqlCommand();

如果你看过前面的工厂方法模式,你会很自然的联想到那个,然后将代码改进成这样:

// 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 OracleConnectionFactory : public IDBConnectionFactory {};class OracleCommand : public IDBCommand {};
class OracleCommandFactory : public IDBCommandFactory {};class OracleDataReader : public IDataReader {};
class OracleDataReaderFactory : public IDataReaderFactory {};class EmployeeDAO {IDBConnectionFactory* dbConnectionFactory;IDBCommandFactory* dbCommandFactory;IDataReaderFactory* dataReaderFactory;public:vector<EmployeeDO> GetEmployees() {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()) {}}
};

有没有解决问题呢?确实解决了,但是如果细心一点,你会发现:这三个工厂实例化出来的对象应该是一套的:SQL只能用SQL的connection,command以及dataReader,MYSQL只能用MYSQL的,也就是说在构造EmployeeDAO的时候,虽然需要传入三个工厂对象:dbConnectionFactory,dbCommandFactory,dataReaderFactory,但是这三个对象却必须是一套的,这就带来了问题:1. 用户有可能传错对象;2.既然必须是一套的,那么完全可以将其封装成一个对象传进来

于是,便有了抽象工厂模式:将三个配套的操作再封装成一个类,避免产生配套错误

代码案例

// 数据库访问有关的基类
class IDBConnection {};class IDBCommand {};class IDataReader {};// 三个操作,绑定到一起
// 此处是这个模式的稳定部分
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 OracleDBFactory : public IDBFactory {
public:virtual IDBConnection* CreateDBConnection() = 0;virtual IDBCommand* CreateDBCommand() = 0;virtual IDataReader* CreateDataReader() = 0;
};class EmployeeDAO {// 保证是同一个工厂// 是一个 familyIDBFactory* 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()) {}}
};

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