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详解C#的设计模式编程之抽象工厂模式的应用

2020-01-24 01:16:27
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供稿:网友

这里首先以一个生活中抽象工厂的例子来实现一个抽象工厂,然后再给出抽象工厂的定义和UML图来帮助大家更好地掌握抽象工厂模式,同时大家在理解的时候,可以对照抽象工厂生活中例子的实现和它的定义来加深抽象工厂的UML图理解。抽象工厂模式比其它工厂模式更加抽象,抽象工厂模式适用与多个抽象类的情况下,通过工厂返回多个抽象类中你需要得到的具体子类实例。

抽象工厂模式比其它工厂模式更加抽象,抽象工厂模式适用与多个抽象类的情况下,通过工厂返回多个抽象类中你需要得到的具体子类实例。

举例阐述抽象工厂模式:
假如中国对邪恶国家开战。

中国装备:炸弹类,坦克类,来消灭邪恶国家。

炸弹类:导弹,核弹;

坦克类:越野车,主站坦克;

战略:

前期中国兵工厂生产:导弹,越野车,打击邪恶国家。

后期中国兵工厂生产:核弹,主站坦克,毁灭邪恶国家。

类图:

2016217144844885.png (1091×595)

装备类代码:

  #region 炸弹系列  abstract class Bomb  {    abstract public void baozha();  }  /// <summary>  /// 导弹  /// </summary>  class daodanBomb :Bomb  {    public override void baozha()    {      Console.WriteLine("我是一颗中国造导弹,来轰炸不老实的小邪恶国家!");    }  }  /// <summary>  /// 核弹  /// </summary>  class hedanBomb : Bomb  {    public override void baozha()    {      Console.WriteLine("我是一颗中国造核弹,来轰炸不老实的小邪恶国家!");    }  }  #endregion  #region 坦克系列  abstract class Tank  {    abstract public void go();  }  /// <summary>  /// 越野车  /// </summary>  class yueyeTank : Tank  {    public override void go()    {      Console.WriteLine("我是一颗中国造越野车,来踏平不老实的小邪恶国家!");    }  }  /// <summary>  /// 主站坦克  /// </summary>  class zhuzhanTank : Tank  {    public override void go()    {      Console.WriteLine("我是一颗中国造主站坦克,来踏平不老实的小邪恶国家!");    }  }  #endregion工厂类代码  #region 中国兵工厂  abstract class chinaFactory  {    //装甲车制造车间    public abstract Tank CreateTank();    //炸弹知道车间    public abstract Bomb CreateBomb();  }  //兵工厂前期制造  class qianqiFactory : chinaFactory  {       public override Bomb CreateBomb()    {      //导弹      return new daodanBomb();    }    public override Tank CreateTank()    {      //越野车      return new yueyeTank();    }  }  //兵工厂后期制造  class houqiFactory : chinaFactory  {    public override Bomb CreateBomb()    {      //核弹      return new hedanBomb();    }    public override Tank CreateTank()    {      //主站坦克      return new zhuzhanTank();    }  }  #endregion客户端代码:(打仗)  // 备战  class Make  {    //装备     private Bomb bomb;    private Tank tank;    //制造加工    public Make(chinaFactory factory)    {      bomb = factory.CreateBomb();      tank = factory.CreateTank();    }    //开始打仗    public void warStar()    {      //炸弹类爆炸      bomb.baozha();      //战车类前进      tank.go();    }  }  public class start  {    public static void Main()    {      //大战前期      chinaFactory qianqiMake = new qianqiFactory();      Make qianqi = new Make(qianqiMake);      qianqi.warStar();      //点任意键,进行后期攻势!!      Console.ReadKey();      //大战后期      chinaFactory houqiMake = new houqiFactory();      Make houqi = new Make(houqiMake);      houqi.warStar();      Console.WriteLine("钓鱼岛是中国的,神圣不可侵犯!小邪恶国家,滚开!!");      Console.ReadLine();    }  }


抽象工厂模式的定义和类图

抽象工厂允许客户使用抽象的接口来创建一组相关产品,而不需要知道或关心实际生产出的具体产品是什么。这样客户就可以从具体产品中被解耦。下面通过抽象工模式的类图来了解各个类中之间的关系:

2016217144927859.png (633×457)

抽象工厂的分析
抽象工厂模式将具体产品的创建延迟到具体工厂的子类中,这样将对象的创建封装起来,可以减少客户端与具体产品类之间的依赖,从而使系统耦合度低,这样更有利于后期的维护和扩展,这真是抽象工厂模式的优点所在,然后抽象模式同时也存在不足的地方。下面就具体看下抽象工厂的缺点(缺点其实在前面的介绍中以已经涉及了):

抽象工厂模式很难支持新种类产品的变化。这是因为抽象工厂接口中已经确定了可以被创建的产品集合,如果需要添加新产品,此时就必须去修改抽象工厂的接口,这样就涉及到抽象工厂类的以及所有子类的改变,这样也就违背了“开发――封闭”原则。

知道了抽象工厂的优缺点之后,也就能很好地把握什么情况下考虑使用抽象工厂模式了,下面就具体看看使用抽象工厂模式的系统应该符合那几个前提:

一个系统不要求依赖产品类实例如何被创建、组合和表达的表达,这点也是所有工厂模式应用的前提。
这个系统有多个系列产品,而系统中只消费其中某一系列产品
系统要求提供一个产品类的库,所有产品以同样的接口出现,客户端不需要依赖具体实现。


.NET中抽象工厂模式实现
抽象工厂模式在实际中的应用也是相当频繁的,然而在我们.NET类库中也存在应用抽象工厂模式的类,这个类就是System.Data.Common.DbProviderFactory,这个类位于System.Data.dll程序集中,该类扮演抽象工厂模式中抽象工厂的角色,我们可以用reflector反编译工具查看该类的实现:

/// 扮演抽象工厂的角色/// 创建连接数据库时所需要的对象集合,/// 这个对象集合包括有 DbConnection对象(这个是抽象产品类,如绝味例子中的YaBo类)、DbCommand类、DbDataAdapter类,针对不同的具体工厂都需要实现该抽象类中方法,public abstract class DbProviderFactory{  // 提供了创建具体产品的接口方法  protected DbProviderFactory();  public virtual DbCommand CreateCommand();  public virtual DbCommandBuilder CreateCommandBuilder();  public virtual DbConnection CreateConnection();  public virtual DbConnectionStringBuilder CreateConnectionStringBuilder();  public virtual DbDataAdapter CreateDataAdapter();  public virtual DbDataSourceEnumerator CreateDataSourceEnumerator();  public virtual DbParameter CreateParameter();  public virtual CodeAccessPermission CreatePermission(PermissionState state);}DbProviderFactory类是一个抽象工厂类,该类提供了创建数据库连接时所需要的对象集合的接口,实际创建的工作在其子类工厂中进行,微软使用的是SQL Server数据库,因此提供了连接SQL Server数据的具体工厂实现,具体代码可以用反编译工具查看,具体代码如下:/// 扮演着具体工厂的角色,用来创建连接SQL Server数据所需要的对象public sealed class SqlClientFactory : DbProviderFactory, IServiceProvider{  // Fields  public static readonly SqlClientFactory Instance = new SqlClientFactory();  // 构造函数  private SqlClientFactory()  {  }        // 重写抽象工厂中的方法  public override DbCommand CreateCommand()  { // 创建具体产品    return new SqlCommand();  }  public override DbCommandBuilder CreateCommandBuilder()  {    return new SqlCommandBuilder();  }  public override DbConnection CreateConnection()  {    return new SqlConnection();  }  public override DbConnectionStringBuilder CreateConnectionStringBuilder()  {    return new SqlConnectionStringBuilder();  }  public override DbDataAdapter CreateDataAdapter()  {    return new SqlDataAdapter();  }  public override DbDataSourceEnumerator CreateDataSourceEnumerator()  {    return SqlDataSourceEnumerator.Instance;  }  public override DbParameter CreateParameter()  {    return new SqlParameter();  }  public override CodeAccessPermission CreatePermission(PermissionState state)  {    return new SqlClientPermission(state);  }}

因为微软只给出了连接SQL Server的具体工厂的实现,我们也可以自定义连接Oracle、MySql的具体工厂的实现。

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