Abstract Factory (Fabryka Abstrakcyjna)

Abstract Factory – kreacyjny wzorzec projektowy, który pozwala tworzyć rodziny powiązanych obiektów, bez określania ich konkretnych klas.

Przeznaczenie i warunki stosowania

• Udostępnia interfejs do tworzenia rodzin zależnych od siebie lub powiązanych ze sobą obiektów.
• Nie określa konkretnych klas stworzonych obiektów.

Użyj Fabryki Abstrakcyjnej kiedy twój kod musi pracować z rodzinami obiektów, ale nie chcesz aby był powiązany z konkretnymi klasami tych produktów. Klasy mogą być wcześniej nieznane, a podejście takie pozwala na łatwiejsze rozszerzenie w przyszłości.

Fabryka Abstrakcyjna a inne wzorce

Metoda Wytwórcza lub też Prototyp mogą być składowym elementem Fabryki Abstrakcyjnej. Fabryki Konkretne w Fabryce Abstrakcyjnej mogą i często są Singletonami. Wzorzec ten może też być alternatywą Fasady (Facade) kiedy jedynie chcemy ukryć przed klientem tworzenie obiektów.

Fabryka z pewnością budzi analogie do wzorca Budowniczy, który również służy do tworzenia obiektów złożonych. Z tą różnicą, że:

• Abstract Factory udostępnia produkt natychmiast, skupiając się na tworzeniu rodziny produktów.
• Builder tworzy produkt krok po kroku i zwraca go dopiero w ostatnim kroku, skupiając się na konstrukcji skomplikowanego obiektu.

W bardziej złożonych implementacjach Fabryka Abstrakcyjna może współgrać z Mostem (Bridge), który wspiera tylko konkretne implementacje Fabryki Konkretnej, ukrywając przed klientem złożoność procesu.

Życiowa Analogia

Naszym życiowo abstrakcyjnym przykładem niech będzie tym razem fabryka samochodów(Abstract Factory). Dla znacznego uproszczenia i pokazania idei załóżmy, że fabryka taka może stworzyć samochód firmy X(CF1) i Y(CF2). Produktem jest samochód osobowy sedan(CP…1) lub kombi (CP…2), zgodny z interfejsem samochodu (Product X/Y) – ma kierownicę, ma koła, ma światła ( <-przykładowe atrybuty interfejsu).

Niezależnie od wyboru fabryki konkretnej, Klient dysponuje interfejsem fabryki – Stwórz samochód sedan(CreateProductX()) i stwórz samochód kombi (CreateProductY()). W zależności od tego jaką fabrykę konkretną wybierze klient, takiej marki (X/Y) uzyska produkt.

Abstract Factory Struktura

• Abstract Factory – Fabryka Abstrakcyjna
  • deklaracja interfejsu z metodami tworzącymi produkty abstrakcyjne
• Concrete Factory – Fabryka Konkretna
  • implementacja interfejsu metod tworzących produkty konkretne
• Concrete Product – Produkt Konkretny
  • implementacja interfejsu Abstract Product
  • obiekt – produkt odpowiadającej mu Fabryki Konkretnej
• Abstract Product – Produkt Abstrakcyjny
  • deklaracja interfejsu produktów określonego typu
• Client – Klient
  • wykorzystuje jedynie interfejsy: Abstract Factory i Abstract Product

Abstract Factory Konsekwencje Stosowania

Pozytywne:

• Zachowanie spójności między produktami – korzystanie z jednego rodzaju Concrete Factory pozwala na wymuszenie ograniczenia tworzenie Produktów tylko jednej rodziny, które są zaprojektowane do wspólnego zastosowania.
• Izolacja klas konkretnych – klient jest odizolowany od klas zawierających implementację fabryk, wykorzystuje jedynie znany abstrakcyjny interfejs fabryki. Proces tworzenia produktów i samo zadanie jest ukrywane przez Fabrykę Abstrakcyjną (kapsułkowanie – encapsulation).
• Łatwe zastępowanie rodzin produktów – w celu wykorzystania innego zestawu produktów, podajemy po prostu inną Fabrykę Konkretną. Concrete Factory tworzy kompletną rodzinę produktów.
• SOLID friendly
  • Z zasadą jednej odpowiedzialności – tworzenie produktu w jednym miejscu.
  • Z zasadą Otwarte/Zamknięte – można dodawać nowe warianty produktów, bez konieczności zmiany kodu klienta.

Negatywne

• Utrudnia dodawanie produktów nowego rodzaju i ich obsługi – zestaw produktów reprezentowany jest w interfejsie Abstract Factory. Rozszerzenie działań fabryki i dodanie nowego produktu odbywa się przez rozszerzenie tego interfejsu. Co za tym idzie – konieczna jest modyfikacja wszystkich klas Concrete Factory i implementacja nowej metody.

Abstract Factory Implementacja

W głównych punktach, implementacja wzorca Abstract Factory, opiera się o:

• Abstract Factory – Fabryka Abstrakcyjna – ICarFactory
• Concrete Factory – Fabryka Konkretna – AudiFactory, BMWFactory
• Concrete Product – Produkt Konkretny – AudiCar, BMWCar
• Abstract Product – Produkt Abstrakcyjny – ICar
• Client – Klient – kod kliencki wykonujący operacje na Fabryce

Powyższy przykład jest oczywiście bardzo uproszczony i ma jedynie na celu ukazanie Tobie mechanizmów tworzących Fabrykę Abstrakcyjną. W rzeczywistym przypadku, wszystkie klasy/interfejsy będą oddzielnymi plikami, a same klasy fabryk jak i produktów, będą o wiele bardziej rozbudowane.

Podsumowanie

Niewątpliwie Fabryka Abstrakcyjna to ciekawy wzorzec projektowy, dający Tobie wiele możliwości wykorzystania i zabawy abstrakcją. Pozwala na zachowanie spójności między produktami – wszystkie pochodzą z jednej – wybranej na początku – fabryki. Dodatkowym atutem jest możliwość modyfikacji produktów, bez konieczności znania ich klas konkretnych.

Ważne abyś samemu zastanowił się i przemyślał, czy Abstract Factory to wzorzec projektowy który pasuje do Twojego problemu, czy może inny Wzorzec Projektowy byłby lepszy, a może prosty kod będzie wystarczający? Znajomość wzorców z pewnością pomoże Tobie w tych przemyśleniach.

Zainteresował Cię materiał? Zapraszam do listy mailowej, by być na bieżąco z kolejnymi wpisami.