- Абстрактная фабрика (шаблон проектирования)
-
Шаблон проектирования Абстрактная фабрика Abstract factory Тип: порождающий
Описан в Design Patterns Да
Абстрактная фабрика (англ. Abstract factory) — порождающий шаблон проектирования, позволяющий изменять поведение системы, варьируя создаваемые объекты, при этом сохраняя интерфейсы. Он позволяет создавать целые группы взаимосвязанных объектов, которые, будучи созданными одной фабрикой, реализуют общее поведение. Шаблон реализуется созданием абстрактного класса Factory, который представляет собой интерфейс для создания компонентов системы (например, для оконного интерфейса он может создавать окна и кнопки). Затем пишутся наследующиеся от него классы, реализующие этот интерфейс.
Содержание
Цель
Предоставляет интерфейс для создания семейств взаимосвязанных или взаимозависимых объектов, не специфицируя их конкретных классов.
Плюсы
- изолирует конкретные классы;
- упрощает замену семейств продуктов;
- гарантирует сочетаемость продуктов.
Минусы
- сложно добавить поддержку нового вида продуктов.
Применимость
- Система не должна зависеть от того, как создаются, компонуются и представляются входящие в нее объекты.
- Входящие в семейство взаимосвязанные объекты должны использоваться вместе и вам необходимо обеспечить выполнение этого ограничения.
- Система должна конфигурироваться одним из семейств составляющих ее объектов.
- Требуется предоставить библиотеку объектов, раскрывая только их интерфейсы, но не реализацию.
Пример Java
Исходный текст на языке Javapublic abstract class FinancialToolsFactory { public abstract TaxProcessor createTaxProcessor(); public abstract ShipFeeProcessor createShipFeeProcessor(); } public abstract class ShipFeeProcessor { abstract void calculateShipFee(Order order); } public abstract class TaxProcessor { abstract void calculateTaxes(Order order); } // Factories public class CanadaFinancialToolsFactory extends FinancialToolsFactory { public TaxProcessor createTaxProcessor() { return new CanadaTaxProcessor(); } public ShipFeeProcessor createShipFeeProcessor() { return new CanadaShipFeeProcessor(); } } public class EuropeFinancialToolsFactory extends FinancialToolsFactory { public TaxProcessor createTaxProcessor() { return new EuropeTaxProcessor(); } public ShipFeeProcessor createShipFeeProcessor() { return new EuropeShipFeeProcessor(); } } // Products public class EuropeShipFeeProcessor extends ShipFeeProcessor { public void calculateShipFee(Order order) { // insert here Europe specific ship fee calculation } } public class CanadaShipFeeProcessor extends ShipFeeProcessor { public void calculateShipFee(Order order) { // insert here Canada specific ship fee calculation } } public class EuropeTaxProcessor extends TaxProcessor { public void calculateTaxes(Order order) { // insert here Europe specific taxt calculation } } public class CanadaTaxProcessor extends TaxProcessor { public void calculateTaxes(Order order) { // insert here Canada specific taxt calculation } } // Client public class OrderProcessor { private TaxProcessor taxProcessor; private ShipFeeProcessor shipFeeProcessor; public OrderProcessor(FinancialToolsFactory factory) { taxProcessor = factory.createTaxProcessor(); shipFeeProcessor = factory.createShipFeeProcessor(); } public void processOrder (Order order) { // .... taxProcessor.calculateTaxes(order); shipFeeProcessor.calculateShipFee(order); // .... } } // Integration with the overall application enum CountryCode { EU, CA } public class Application { public static void main(final String... args) { // ..... final CountryCode countryCode = CountryCode.EU; final FinancialToolsFactory factory; switch (countryCode) { case EU: factory = new EuropeFinancialToolsFactory(); break; case CA: factory = new CanadaFinancialToolsFactory(); break; default: throw new IllegalStateException(); } final OrderProcessor orderProcessor = new OrderProcessor(factory); orderProcessor.processOrder(new Order()); } }
Пример С++
Исходный текст на языке C++#include <iostream> // AbstractProductA class ICar { public: virtual void printName() = 0; virtual ~ICar(){} }; // ConcreteProductA1 class Ford : public ICar { public: virtual void printName() { std::cout << "Ford" << std::endl; } }; // ConcreteProductA2 class Toyota : public ICar { public: virtual void printName() { std::cout << "Toyota" << std::endl; } }; // AbstractProductB class IEngine { public: virtual void printPower() = 0; virtual ~IEngine(){} }; // ConcreteProductB1 class FordEngine : public IEngine { public: virtual void printPower() { std::cout << "Ford Engine 4.4" << std::endl; } }; // ConcreteProductB2 class ToyotaEngine : public IEngine { public: virtual void printPower() { std::cout << "Toyota Engine 3.2" << std::endl; } }; // AbstractFactory class ICarFactory { public: virtual ICar* createCar() = 0; virtual IEngine* createEngine() = 0; }; // ConcreteFactory1 class FordFactory : public ICarFactory { public: // from ICarFactory virtual ICar* createCar() { return new Ford(); } virtual IEngine* createEngine() { return new FordEngine(); } }; // ConcreteFactory2 class ToyotaFactory : public ICarFactory { public: // from ICarFactory virtual ICar* createCar() { return new Toyota(); } virtual IEngine* createEngine() { return new ToyotaEngine(); } }; void use(ICarFactory* f) { ICar* myCar = f->createCar(); IEngine* myEngine = f->createEngine(); myCar->printName(); myEngine->printPower(); delete myCar; delete myEngine; } int main() { ToyotaFactory toyotaFactory; FordFactory fordFactory; use (&toyotaFactory); use (&fordFactory); return 0; }
Пример С#
Исходный текст на языке C#using System; class MainApp { public static void Main() { // Abstract factory #1 AbstractFactory factory1 = new ConcreteFactory1(); Client c1 = new Client(factory1); c1.Run(); // Abstract factory #2 AbstractFactory factory2 = new ConcreteFactory2(); Client c2 = new Client(factory2); c2.Run(); // Wait for user input Console.Read(); } } // "AbstractFactory" abstract class AbstractFactory { public abstract AbstractProductA CreateProductA(); public abstract AbstractProductB CreateProductB(); } // "ConcreteFactory1" class ConcreteFactory1 : AbstractFactory { public override AbstractProductA CreateProductA() { return new ProductA1(); } public override AbstractProductB CreateProductB() { return new ProductB1(); } } // "ConcreteFactory2" class ConcreteFactory2 : AbstractFactory { public override AbstractProductA CreateProductA() { return new ProductA2(); } public override AbstractProductB CreateProductB() { return new ProductB2(); } } // "AbstractProductA" abstract class AbstractProductA { } // "AbstractProductB" abstract class AbstractProductB { public abstract void Interact(AbstractProductA a); } // "ProductA1" class ProductA1 : AbstractProductA { } // "ProductB1" class ProductB1 : AbstractProductB { public override void Interact(AbstractProductA a) { Console.WriteLine(this.GetType().Name + " interacts with " + a.GetType().Name); } } // "ProductA2" class ProductA2 : AbstractProductA { } // "ProductB2" class ProductB2 : AbstractProductB { public override void Interact(AbstractProductA a) { Console.WriteLine(this.GetType().Name + " interacts with " + a.GetType().Name); } } // "Client" - the interaction environment of the products class Client { private AbstractProductA abstractProductA; private AbstractProductB abstractProductB; // Constructor public Client(AbstractFactory factory) { abstractProductB = factory.CreateProductB(); abstractProductA = factory.CreateProductA(); } public void Run() { abstractProductB.Interact(abstractProductA); } }
Пример JavaScript
Исходный текст на языке JavaScript// AbstractProducts // создаем абстрактные классы продуктов // AbstractProductA // "интерфейс" пошлины за перевозку function ShipFeeProcessor() { this.calculate = function(order) { }; } // AbstractProductB // "интерфейс" налога function TaxProcessor() { this.calculate = function(order) { }; } // Products // создаем реализацию абстрактных классов // Product A1 // класс для расчета пошлины за перевозку для Европы function EuropeShipFeeProcessor() { this.calculate = function(order) { // перегрузка метода calculate ShipFeeProcessor return 11 + order; }; } EuropeShipFeeProcessor.prototype = new ShipFeeProcessor(); EuropeShipFeeProcessor.prototype.constructor = EuropeShipFeeProcessor; // Product A2 // класс для расчета пошлины за перевозку для Канады function CanadaShipFeeProcessor() { this.calculate = function(order) { // перегрузка метода calculate ShipFeeProcessor return 12 + order; }; } CanadaShipFeeProcessor.prototype = new ShipFeeProcessor(); CanadaShipFeeProcessor.prototype.constructor = CanadaShipFeeProcessor; // Product B1 // класс для расчета налогов для Европы function EuropeTaxProcessor() { this.calculate = function(order) { // перегрузка метода calculate TaxProcessor return 21 + order; }; } EuropeTaxProcessor.prototype = new TaxProcessor(); EuropeTaxProcessor.prototype.constructor = EuropeTaxProcessor; // Product B2 // класс для расчета налогов для Канады function CanadaTaxProcessor() { this.calculate = function(order) { // перегрузка метода calculate TaxProcessor return 22 + order; }; } CanadaTaxProcessor.prototype = new TaxProcessor(); CanadaTaxProcessor.prototype.constructor = CanadaTaxProcessor; // AbstractFactory // "интерфейс" фабрики function FinancialToolsFactory() { this.createShipFeeProcessor = function() {}; this.createTaxProcessor = function() {}; }; // Factories // ConcreteFactory1 // Европейская фабрика будет возвращать нам экземпляры классов... function EuropeFinancialToolsFactory() { this.createShipFeeProcessor = function() { // ...для расчета пошлины за перевозку для Европы return new EuropeShipFeeProcessor(); }; this.createTaxProcessor = function() { // ...для расчета налогов для Европы return new EuropeTaxProcessor(); }; }; EuropeFinancialToolsFactory.prototype = new FinancialToolsFactory(); EuropeFinancialToolsFactory.prototype.constructor = EuropeFinancialToolsFactory; // ConcreteFactory2 // аналогично, Канадская фабрика будет возвращать нам экземпляры классов... function CanadaFinancialToolsFactory() { this.createShipFeeProcessor = function() { // ...для расчета пошлины за перевозку для Канады return new CanadaShipFeeProcessor(); }; this.createTaxProcessor = function() { // ...для расчета налогов для Канады return new CanadaTaxProcessor(); }; }; CanadaFinancialToolsFactory.prototype = new FinancialToolsFactory(); CanadaFinancialToolsFactory.prototype.constructor = CanadaFinancialToolsFactory; // Client // класс для заказа товара function OrderProcessor() { var taxProcessor; var shipFeeProcessor; this.orderProcessor = function(factory) { // метод создает экземпляры классов для: shipFeeProcessor = factory.createShipFeeProcessor(); // расчета пошлин за перевозку taxProcessor = factory.createTaxProcessor(); // расчета налогов }; this.processOrder = function(order) { // когда экземпляры классов для расчета созданы, нам надо только воспользоваться ими // ... var resShipFee = shipFeeProcessor.calculate(order); var resTax = taxProcessor.calculate(order); // ... }; this.debug = function(str, order) { // для наглядности alert(str +": "+ shipFeeProcessor.calculate(order) +", "+ taxProcessor.calculate(order)); }; } // использование var eu = new OrderProcessor(); // создаем "пустой" класс для заказа товара eu.orderProcessor(new EuropeFinancialToolsFactory()); // передаем ему новый экземпляр нужной нам фабрики eu.processOrder(100); // производим заказ eu.debug("eu", 100); // тест выведет: "eu: 111, 121" var ca = new OrderProcessor(); ca.orderProcessor(new CanadaFinancialToolsFactory()); ca.processOrder(0); ca.debug("ca", 0); // тест выведет: "ca: 12, 22"
Пример Delphi
Исходный текст на языке Delphiprogram AbstractFactory; {$APPTYPE CONSOLE} uses SysUtils; type ICar = class public procedure PrintName();virtual;abstract; end; Ford = class(ICar) public procedure PrintName();override; end; Toyota = class(ICar) public procedure PrintName();override; end; IEngine = class public procedure PrintPower();virtual;abstract; end; FordEngine = class(IEngine) public procedure PrintPower();override; end; ToyotaEngine = class(IEngine) public procedure PrintPower();override; end; ICarFactory = class public function CreateCar():ICar;virtual;abstract; function CreateEngine():IEngine;virtual;abstract; end; FordFactory = class(ICarFactory) public function CreateCar():ICar;override; function CreateEngine():IEngine;override; end; ToyotaFactory = class(ICarFactory) public function CreateCar():ICar;override; function CreateEngine():IEngine;override; end; { Ford } procedure Ford.PrintName; begin inherited; writeln('Ford'); end; { Toyota } procedure Toyota.PrintName; begin inherited; writeln('Toyota'); end; { FordEngine } procedure FordEngine.PrintPower; begin inherited; writeln('Ford Engine 4.4'); end; { ToyotaEngine } procedure ToyotaEngine.PrintPower; begin inherited; writeln('Toyota Engine 3.2'); end; { FordFactory } function FordFactory.CreateCar: ICar; begin Result:=Ford.Create; end; function FordFactory.CreateEngine: IEngine; begin Result:=FordEngine.Create; end; { ToyotaFactory } function ToyotaFactory.CreateCar: ICar; begin Result:=Toyota.Create; end; function ToyotaFactory.CreateEngine: IEngine; begin Result:=ToyotaEngine.Create; end; procedure use(f:ICarFactory); var c:ICar; e:IEngine; begin c:=f.CreateCar(); e:=f.CreateEngine(); c.PrintName(); e.PrintPower(); c.Free(); e.Free(); end; var aToyotaFactory:ToyotaFactory; aFordFactory:FordFactory; begin aToyotaFactory:=ToyotaFactory.Create; aFordFactory:=FordFactory.Create; use(aToyotaFactory); use(aFordFactory); aToyotaFactory.Free(); aFordFactory.Free(); readln; end.
Пример Python
На практике в Python этот паттерн применяется редко.
Исходный код на языке Python# -*- coding: utf-8 -*- class BaseVehicle(object): def get_message(self): raise NotImplementedError() class Airplane(BaseVehicle): """Самолет""" def __init__(self): self.message = 'I am airplane' def get_message(self): return self.message class Car(BaseVehicle): """Машина""" def __init__(self): self.message = 'I am car' def get_message(self): return self.message class VehicleFactory(object): """Фабрика средств передвижения""" objects = { 'car': Car, 'airplane': Airplane, 'default': Airplane, } def get_vehicle(self, name='default'): return self.objects[name]() factory = VehicleFactory() car = factory.get_vehicle('car') airplane = factory.get_vehicle('airplane') print car.get_message() # I am car print airplane.get_message() # I am airplane
Пример PHP5
Исходный текст на языке PHP5<?php interface GUIFactory { public function createButton(); } class WinFactory implements GUIFactory { public function createButton() { return(new WinButton()); } } class LinFactory implements GUIFactory { public function createButton() { return(new LinButton()); } } abstract class Button { private $_caption; public abstract function render(); public function getCaption(){ return $this->_caption; } public function setCaption($caption){ $this->_caption = $caption; } } class WinButton extends Button { public function render() { echo "I am WinButton: ".$this->getCaption(); } } class LinButton extends Button { public function render() { echo "I am LinButton: ".$this->getCaption(); } } #### /** * Класс инкапсулирует логику конструирования алгоритма создания каких-либо структур * например (GUI, алгоритмов доступа к БД, и т.д.). Класс ничего "не знает" о платформе, на которой он работает. */ class Application { public function __construct(GUIFactory $factory) { $button = $factory->createButton(); $button->setCaption("Start"); $button->render(); } } /** * Класс определяет платформу на которой работает и в соответствии от неё создаёт "класс-клиент", использующий "продукты" * (в данном случае создание кнопок), с передаваемым параметром, определённой фабрики, в использование "клиентом". */ class ApplicationRunner { public static function run() { new Application(self::createOsSpecificFactory()); } public static function createOsSpecificFactory() { $sys = substr(PHP_OS, 0, 3); if (strtoupper($sys) === 'WIN') { return new WinFactory(); } else { return new LinFactory(); } } } ApplicationRunner::run();
Пример VB.NET
Исходный текст на языке VB.NETClass Program Public Shared Sub Main() 'Абстрактная фабрика #1 Dim Factory1 As AbstractFactory = New ConcreteFactory1() Dim C1 As New Client(Factory1) C1.Run() 'Абстрактная фабрика #2 Dim Factory2 As AbstractFactory = New ConcreteFactory2() Dim C2 As New Client(Factory2) C2.Run() 'Ожидание пользователя Console.Read() End Sub End Class ' "AbstractFactory" MustInherit Class AbstractFactory Public MustOverride Function CreateProductA() As AbstractProductA Public MustOverride Function CreateProductB() As AbstractProductB End Class ' "ConcreteFactory1" Class ConcreteFactory1 Inherits AbstractFactory Public Overrides Function CreateProductA() As AbstractProductA Return New ProductA1() End Function Public Overrides Function CreateProductB() As AbstractProductB Return New ProductB1() End Function End Class ' "ConcreteFactory2" Class ConcreteFactory2 Inherits AbstractFactory Public Overrides Function CreateProductA() As AbstractProductA Return New ProductA2() End Function Public Overrides Function CreateProductB() As AbstractProductB Return New ProductB2() End Function End Class ' "AbstractProductA" MustInherit Class AbstractProductA End Class ' "AbstractProductB" MustInherit Class AbstractProductB Public MustOverride Sub Interact(ByVal a As AbstractProductA) End Class ' "ProductA1" Class ProductA1 Inherits AbstractProductA End Class ' "ProductB1" Class ProductB1 Inherits AbstractProductB Public Overrides Sub Interact(ByVal a As AbstractProductA) Console.WriteLine(Me.[GetType]().Name & " взаимодействует с " & a.[GetType]().Name) End Sub End Class ' "ProductA2" Class ProductA2 Inherits AbstractProductA End Class ' "ProductB2" Class ProductB2 Inherits AbstractProductB Public Overrides Sub Interact(ByVal a As AbstractProductA) Console.WriteLine(Me.[GetType]().Name & " взаимодействует с " & a.[GetType]().Name) End Sub End Class '"Client" - Среда взаимодействия с продуктами Class Client Private abstractProductA As AbstractProductA Private abstractProductB As AbstractProductB 'Конструктор Public Sub New(ByVal factory As AbstractFactory) abstractProductB = factory.CreateProductB() abstractProductA = factory.CreateProductA() End Sub Public Sub Run() abstractProductB.Interact(abstractProductA) End Sub End Class
Пример Ruby
Исходный текст на языке Rubyclass WinFactory def create_button WinButton.new end end class LinFactory def create_button LinButton.new end end class Button attr_accessor :caption end class WinButton < Button def render puts "I`m WinButton #{@caption}" end end class LinButton < Button def render puts "I`m LinButton #{@caption}" end end class Application def initialize(factory) button = factory.create_button button.caption = 'Start' button.render end end class ApplicationRunner def self.run Application.new(self.createOsSpecificFactory) end def self.createOsSpecificFactory if RUBY_PLATFORM.downcase.include?("mswin") WinFactory.new else LinFactory.new end end end ApplicationRunner.run
Литература
- Э. Гамма, Р. Хелм, Р. Джонсон, Дж. Влиссидес Приемы объектно-ориентированного проектирования. Паттерны проектирования = Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software. — СПб: «Питер», 2007. — С. 366. — ISBN 978-5-469-01136-1 (также ISBN 5-272-00355-1)
См. также
Ссылки
- Паттерн Abstract Factory (абстрактная фабрика) — назначение, описание, реализация на С++, достоинства и недостатки
Шаблоны проектирования Основные Порождающие Абстрактная фабрика • Объектный пул • Одиночка • Отложенная инициализация • Прототип • Строитель • Фабричный метод
Структурные Поведенческие Интерпретатор • Итератор • Команда • Наблюдатель • Посетитель • Посредник • Состояние • Стратегия • Хранитель • Цепочка обязанностей • Шаблонный метод
Блокировка с двойной проверкой • Однопоточное выполнение • Планировщик Для улучшения этой статьи желательно?: - Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное.
- Проставив сноски, внести более точные указания на источники.
Категория:- Шаблоны проектирования
Wikimedia Foundation. 2010.