Python 设计模式—Abstract Factory模式(1)

一、简介

抽象工厂（Abstract Factory）模式又称为Kit模式，属于对象创建型模式，它拥有比简单工厂模式和工厂方法模式更高的抽象性，是所有工厂模式中最为抽象和最具一般性的形态。抽象工厂模式是一种重要的架构型组件（Architectural Component），它负责提供统一的接口，用来生成一簇"相互关联"或者"相互依赖"的多态对象（Polymorphic Object）。

考虑一个具有多种风格（Theme）的GUI工具包，它能够同时支持KDE和GNOME等类型的桌面环境，不同的桌面风格负责为诸如按钮、文本框和滚动条这样的窗口控件（Widget）定义不同的外观和行为。很显然，应用程序不应该针对某种特定的桌面风格硬编码它的窗口控件，否则之后如果需要使用另外一种桌面风格就必须对源代码进行修改，或者换句话说，在应用程序中实例化特定桌面风格的窗口控件将使得今后很难再对应用程序的桌面风格进行更改。解决的办法是首先定义一个抽象的WidgetFactory类，它负责声明用于创建每一类窗口控件的公共接口，然后再为每一类窗口控件定义一个共同的抽象父类，并且使用与之对应的具体子类来实现特定风格的窗口控件。对于每一个抽象的窗口控件类，WidgetFactory都提供一个返回相应对象的方法，这样应用程序就可以通过调用这些方法来获得窗口控件的实例，而不用关心当前正在使用的是哪些具体类，从而也就可以不再依赖于某种具体的桌面风格了，整个GUI工具包的系统结构如图1所示。

　

图1

每一种桌面风格都对应于WidgetFactory的一个具体子类，它们负责实现在WidgetFactory中定义的用来创建相应窗口控件的方法。例如，调用KDEWidgetFactory中的createButton()方法可以创建一个KDE桌面环境下的按钮，而调用GNOMEWidgetFactory中的createButton()方法则可以创建一个GNOME桌面环境下的按钮。此处的WidgetFactory就是一个抽象工厂，它使得应用程序只需通过在WidgetFactory中定义的接口就可以得到相应的窗口控件，而不用关心整个GUI软件包中究竟是哪些类实现了特定风格的窗口控件。运用抽象工厂模式的好处是客户端可以完全独立于产品的创建过程，只要与抽象工厂类中定义的公共接口进行交互就可以了，而无需对具体的产品类进行实例化操作。

抽象工厂模式与工厂方法模式最大的区别在于：工厂方法模式针对的是一个产品等级结构，而抽象工厂模式则针对的是多个产品等级结构。正因如此，在抽象工厂模式中经常会用到产品族（Product Family）这一概念，它指的是位于不同的产品等级结构中，并且功能相互关联的产品系列。图2中箭头所指的就是三个功能相互关联的产品，它们位于三个不同的产品等级结构中的相同位置上，共同组成了一个产品族。

　

图2

不难看出，如果使用抽象工厂模式，那么仅需要一个工厂等级结构就可以创建出分属于不同产品等级结构的产品族中的所有对象，因此抽象工厂模式同工厂方法模式相比效率更高。抽象工厂这一模式适合在如下场合中运用：

当软件系统要求独立于产品的创建、组合和表示的时候，其实这对任何形态的工厂模式来讲这都是很重要的。

当软件系统要由多个产品族中的一个来进行配置的时候，此时系统中会存在多于一个的产品族，但同一时刻只会消费其中某一族的产品，这是抽象工厂模式的原始用意。

当一簇相关产品被设计成应该被组合使用的时候，即同属于某个产品族的多个产品是需要在一起配套使用的，这一约束必须在系统设计时体现出来。

当需要提供一个产品库，并且只想暴露接口而不是实现的时候，这样所有的产品都能够以同样的接口出现，从而使得客户端可以不依赖于具体的实现。

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