Mẫu Abstract Factory giải thích kèm ví dụ

Mục đích

Cung cấp một interface để tạo các họ đối tượng liên quan hoặc phụ thuộc nhau mà không chỉ rõ lớp cụ thể của chúng. Abstract Factory là một trong năm mẫu khởi tạo trong cuốn sách Gang of Four (GoF), nơi nó còn được gọi là Kit.

Vấn đề nó giải quyết

Hãy hình dung một ứng dụng báo cáo có thể xuất kết quả cho hai đích: trang web và terminal văn bản thuần. Mỗi đích cần phiên bản riêng của nhiều thành phần: tiêu đề, bảng và hộp cảnh báo. Tiêu đề web không được trộn với bảng của terminal, nếu không đầu ra sẽ hỏng.

Nếu mã báo cáo gọi trực tiếp new HtmlHeading() và new TextTable(), nó bị buộc vào các lớp cụ thể, lựa chọn đích bị rải trên nhiều dòng, và không gì ngăn ai đó trộn lẫn các họ. Abstract Factory đặt mọi việc tạo của một họ sau một đối tượng, nên lựa chọn được đưa ra ở đúng một chỗ.

Cấu trúc và các thành phần tham gia

Triển khai bằng TypeScript

interface Heading { render(text: string): string; }
interface Alert { render(text: string): string; }

interface UiFactory {
  createHeading(): Heading;
  createAlert(): Alert;
}

class HtmlFactory implements UiFactory {
  createHeading(): Heading { return { render: (t) => `<h1>${t}</h1>` }; }
  createAlert(): Alert { return { render: (t) => `<div class="alert">${t}</div>` }; }
}

class TextFactory implements UiFactory {
  createHeading(): Heading { return { render: (t) => `${t}\n${"=".repeat(t.length)}` }; }
  createAlert(): Alert { return { render: (t) => `[!] ${t}` }; }
}

// The client knows only the interfaces.
function renderReport(ui: UiFactory): string {
  const heading = ui.createHeading();
  const alert = ui.createAlert();
  return [heading.render("Sales"), alert.render("2 orders failed")].join("\n");
}

const target: string = "text"; // e.g. from a command-line flag
const factory: UiFactory = target === "html" ? new HtmlFactory() : new TextFactory();
console.log(renderReport(factory));
// Sales
// =====
// [!] 2 orders failed

Nơi duy nhất nêu tên một lớp cụ thể là dòng chọn factory. renderReport chạy được với mọi họ, và nó không thể vô tình trộn mảnh HTML với mảnh văn bản, vì nó lấy toàn bộ sản phẩm từ cùng một factory.

Trong chương trình thật, các sản phẩm thường là lớp có nhiều phương thức hơn. Object literal giúp ví dụ ngắn gọn; cấu trúc vẫn như vậy.

Khi nào nên dùng, và khi nào không

Dùng mẫu Abstract Factory khi:

• Hệ thống phải làm việc với nhiều họ sản phẩm liên quan, và sản phẩm của các họ khác nhau không được kết hợp (giao diện chủ đề UI, widget của hệ điều hành, driver cơ sở dữ liệu với các đối tượng kết nối và lệnh khớp nhau).
• Bạn muốn chọn họ một lần, lúc cấu hình, và giữ phần còn lại của mã độc lập với nó.
• Bạn muốn kiểm thử cung cấp một họ đối tượng giả thông qua một factory.

Tránh nó khi:

• Chỉ có một họ. new trực tiếp, hoặc một hàm factory, đơn giản hơn.
• Các kiểu sản phẩm thay đổi thường xuyên. Thêm một loại sản phẩm mới, như createTable(), buộc bạn đổi interface factory và mọi factory cụ thể. Đây là điểm yếu chính mà cuốn sách GoF nêu.

Abstract Factory so với Factory Method

Hai mẫu này thường được kết hợp: mỗi phương thức tạo của một factory cụ thể tự nó là một factory method.

Ứng dụng thực tế

• API XML của Java: DocumentBuilderFactory và TransformerFactory là các lớp abstract. newInstance() tìm một cách triển khai cụ thể, còn mã dùng nó chỉ phụ thuộc vào các kiểu trừu tượng.
• API JDBC của Java hoạt động tương tự: driver cơ sở dữ liệu cung cấp các cách triển khai Connection, Statement và ResultSet khớp nhau, còn mã ứng dụng chỉ dùng các interface.
• Ví dụ của chính cuốn sách GoF là bộ công cụ giao diện người dùng hỗ trợ nhiều chuẩn look-and-feel, với một factory cho mỗi chuẩn tạo ra thanh cuộn, cửa sổ và nút bấm khớp nhau.

Các mẫu liên quan

• Mẫu Factory Method: các factory cụ thể thường triển khai phương thức tạo của mình dưới dạng factory method.
• Mẫu Prototype: một factory có thể được cấu hình với các đối tượng nguyên mẫu và tạo sản phẩm bằng cách sao chép chúng, tránh phải có một lớp con factory cho mỗi họ.
• Mẫu Singleton: một ứng dụng thường chỉ cần một thể hiện của mỗi factory cụ thể.
• Mẫu Builder: cũng ẩn việc xây dựng, nhưng xây một đối tượng phức tạp từng bước, còn Abstract Factory trả về sản phẩm hoàn chỉnh ngay lập tức.
• Mẫu Bridge: một abstract factory có thể tạo và cấu hình phía triển khai của một bridge.