iOS中的设计模式（四）- 抽象工厂

引言

在软件设计中，创建一个类的对象通常需要客户端知道该类的所有细节。而当需要同时创建一组相关对象时，且这些对象在运行时会根据不同的标准有所变化，这会变得更加复杂。此时，抽象工厂模式能够有效地简化这一过程。

抽象工厂定义了一个用于创建一系列相关或依赖对象的接口，但并不指定具体的实现类。通过这种方式，客户端与具体的工厂和对象之间的耦合度得以降低，使得系统更具扩展性和灵活性。

什么是抽象工厂模式

抽象工厂的定义定义主要有以下两点内容：

抽象工厂模式提供一个接口，用于创建一系列相关或依赖的对象，而不指定它们的具体类。它通常涉及到一组产品（例如，按钮、文本框、滚动条等）和一个工厂（例如，UI 工厂），客户端通过该工厂来获取所需的产品对象。
客户端通过抽象工厂接口来访问产品，而不需要了解具体的产品类和实现细节。这保证了系统的可扩展性和灵活性。

在客户端不知道具体产品实现的情况下，确保产品的一致性和协调性。

AbstractFactory：抽象工厂，定义了一个接口，里面声明了多个方法，这些方法用于创建一组相关的产品。
ConcreteFactory：具体的工厂类，实现了抽象工厂中的方法，负责创建具体的产品。
AbstractProduct：抽象产品类，定义了产品的一般接口。
ConcreteProduct：具体产品类，实现了产品接口，定义了产品的具体行为。

假设我们有一个需求有一组UI需要支持iPhone和iPad但是呢在不同的平台上的按钮和文本框样式是不同的，基于这个场景：

抽象工厂：UI工厂，提供创建按钮和文本的方法。
具体工厂：iPhone工厂和iPad工厂，分别创建适合自己平台的UI元素。
抽象产品：按钮和文本框的接口。
具体产品：iPhone的按钮，iPhone的文本框，iPad的按钮和iPad的文本框。

抽象工厂与工厂方法

抽象工厂与工厂方法模式在许多方面都非常相似，经常会被人们弄混，搞不清楚应该在什么时候用哪一个。两个模式都用于相同的目的：创建对象而客户端不需要关心返回了什么确切的具体对象。

我们以列表的方式对比一下抽象工厂和工厂方法：

抽象工厂	工厂方法
通过对象组合创建抽象产品	通过类继承创建抽象产品
创建多系列产品	创建一种产品
必须修父类的接口才能支持新的产品	子类化创建者并重载工厂方法以创建新产品

在实际使用中，这两种设计模式通常相辅相成，例如抽象工厂定义创建按钮和文本框的方法，工厂方法具体的工厂类通过实现工厂方法来具体生成按钮和文本框。

如何实现抽象工厂模式

我们还是以上面的创建iPhone和iPad中的组件为例，利用抽象工厂模式来帮助我们实现不同平台上UI元素的统一管理和创建。

抽象工厂

首先创建一个抽象工厂UIFactory，定义一个接口声明了创建按钮和文本框的方法。这个接口不会关心具体产品是如何实现的。

protocol UIFactory {func createButton() -> Buttonfunc createTextField() -> TextField
}

具体工厂

每个平台都有自己的具体工厂类，iPhone中的iPhoneFactory以及iPad的iPadFactory，负责创建适合该平台的具体UI元素，按钮和文本框。这些具体的工厂都实现了抽象工厂接口。

class iPhoneFactory: UIFactory {func createButton() -> Button {return iPhoneButton()}func createTextField() -> TextField {return iPhoneTextField()}
}

class iPadFactory: UIFactory {func createButton() -> Button {return iPadButton()}func createTextField() -> TextField {return iPadTextField()}
}

抽象产品

Button和TextField是抽象产品接口，定义了按钮和文本框的行为，这些接口不会关心具体平台的实现，所有具体的按钮和文本都会遵循这个接口。

protocol Button {func render()
}protocol TextField {func render()
}

具体的产品

具体的产品类根据平台的不同，实现了按钮和文本框的不同样式，例如iPhoneButton是为iPhone设计的按钮，iPadButton则是为iPad设计的按钮。

class iPhoneButton: Button {func render() {print("Rendering iPhone-style button")}
}class iPhoneTextField: TextField {func render() {print("Rendering iPhone-style text field")}
}

class iPadButton: Button {func render() {print("Rendering iPad-style button")}
}class iPadTextField: TextField {func render() {print("Rendering iPad-style text field")}
}

客户端使用

客户端使用抽象工厂接口来创建所需的UI元素，而不需要关心具体的产品如何实现。客户端只需要通过工厂接口来获取按钮和文本框，确保一致性和协调性。

class Application {private let factory: UIFactoryinit(factory: UIFactory) {self.factory = factory}func renderUI() {let button = factory.createButton()let textField = factory.createTextField()button.render()textField.render()}
}

在客户端，我们可以根据不同的平台选择不同的工厂类。例如，我们为 iPhone 和 iPad 创建不同的工厂，然后客户端通过工厂来渲染平台特定的 UI 元素。

let iPhoneFactory = iPhoneFactory()
let iPadFactory = iPadFactory()let iosApp = Application(factory: iPhoneFactory)
let ipadApp = Application(factory: iPadFactory)iosApp.renderUI()  // 输出：Rendering iPhone-style button\nRendering iPhone-style text field
ipadApp.renderUI() // 输出：Rendering iPad-style button\nRendering iPad-style text field