Fabrique abstraite
La fabrique abstraite est un patron de conception (design pattern) créationnel utilisé en génie logiciel orienté objet.
Elle fournit une interface pour créer des familles d'objets liés ou inter-dépendants sans avoir à préciser au moment de leur création la classe concrète à utiliser[1].
Principe
[modifier | modifier le code]Une fabrique abstraite encapsule un ensemble de fabriques ayant une thématique commune. Le code client crée une instance concrète de la fabrique abstraite, puis utilise son interface générique pour créer des objets concrets de la thématique. Le client ne se préoccupe pas de savoir quelle fabrique crée un objet concret, ni de quelle classe concrète est l'objet en question : il n'utilise que les interfaces génériques des objets produits[2]. Ce patron de conception sépare donc les détails d'implémentation d'un ensemble d'objets de leur usage générique.
Un exemple de fabrique abstraite : la classe DocumentCreator fournit une interface permettant de créer différents produits (e.g. createLetter() et createResume()). Le système a à sa disposition des versions concrètes dérivées de la classe DocumentCreator, comme fancyDocumentCreator et modernDocumentCreator, qui possèdent chacune leur propre implémentation de createLetter() et createResume() pouvant créer des objets tels que fancyLetter ou modernResume. Chacun de ces produits dérive d'une classe abstraite simple comme Letter ou Resume, connues du client. Le code client obtient une instance de DocumentCreator qui correspond à sa demande, puis appelle ses méthodes de fabrication. Tous les objets sont créés par une implémentation de la classe commune DocumentCreator et ont donc la même thématique (ici, ils seront tous fancy ou modern). Le client a seulement besoin de savoir manipuler les classes abstraites Letter ou Resume, et non chaque version particulière obtenue de la fabrique concrète.
Une fabrique est un endroit du code où sont construits des objets. Le but de ce patron de conception est d'isoler la création des objets de leur utilisation. On peut ainsi ajouter de nouveaux objets dérivés sans modifier le code qui utilise l'objet de base.
Avec ce patron de conception, on peut interchanger des classes concrètes sans changer le code qui les utilise. Toutefois, il exige un travail supplémentaire lors de la conception et du développement initial, et apporte une certaine complexité.
Utilisation
[modifier | modifier le code]La fabrique détermine le type de l'objet concret qu'il faut créer, et c'est ici que l'objet est effectivement créé (dans le cas du C++, c'est l'instruction new). Cependant, la fabrique retourne un pointeur abstrait sur l'objet concret créé.
Le code client est ainsi isolé de la création de l'objet en l'obligeant à demander à une fabrique de créer l'objet du type abstrait désiré et de lui en retourner le pointeur.
Comme la fabrique retourne uniquement un pointeur abstrait, le code client qui sollicite la fabrique ne connaît pas et n'a pas besoin de connaître le type concret précis de l'objet qui vient d'être créé. Cela signifie en particulier que :
- Le code client n'a aucune connaissance du type concret, et ne nécessite donc aucun fichier header ou déclaration de classe requis par le type concret. Le code client n'interagit qu'avec la classe abstraite. Les objets concrets sont en effet créés par la fabrique, et le code client ne les manipule qu'avec leur interface abstraite.
- L'ajout de nouveaux types concrets dans le code client se fait en spécifiant l'utilisation d'une fabrique différente, modification qui concerne typiquement une seule ligne de code (une nouvelle fabrique crée des objets de types concrets différents, mais renvoie un pointeur du même type abstrait, évitant ainsi de modifier le code client). C'est beaucoup plus simple que de modifier chaque création de l'objet dans le code client. Si toutes les fabriques sont stockées de manière globale dans un singleton et que tout le code client utilise ce singleton pour accéder aux fabriques pour la création d'objets, alors modifier les fabriques revient simplement à modifier l'objet singleton.
Structure
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Exemples
[modifier | modifier le code]Dans l'exemple ci-dessous, implémenté en divers langages, la classe Application crée un bouton sans savoir s'il s'agit d'une IHM Windows ou OSX. Par suite, ce bouton est manipulé (paint), toujours indépendamment du type d'interface.
/* exemple d'une fabrique abstraite d'éléments d'IHM en C++ */
struct Button {
virtual void paint() = 0;
};
class WinButton : public Button {
void paint (){
std::cout << " I'm a window button \n";
}
};
class OSXButton : public Button {
void paint (){
std::cout << " I'm a OSX button \n";
}
};
struct GUIFactory {
virtual Button* createButton () = 0;
};
class WinGUIFactory : public GUIFactory {
Button* createButton (){
return new WinButton();
}
};
class OSXGUIFactory : public GUIFactory {
Button* createButton (){
return new OSXButton();
}
};
class Application {
public:
Application(GUIFactory* factory){
Button * button = factory->createButton();
button->paint();
delete button;
}
};
/* application : */
int main()
{
GUIFactory* factory;
#if defined(_WIN32)
factory = new WinGUIFactory();
#elif defined(__APPLE__)
factory = new OSXGUIFactory();
#endif
Application* app = new Application (factory);
delete factory;
delete app;
return 0;
}
/*
* GUIFactory example
*/
abstract class GUIFactory {
public static GUIFactory getFactory() {
int sys = readFromConfigFile("OS_TYPE");
if (sys==0) {
return(new WinFactory());
} else {
return(new OSXFactory());
}
}
public abstract Button createButton();
}
class WinFactory:GUIFactory {
public override Button createButton() {
return(new WinButton());
}
}
class OSXFactory:GUIFactory {
public override Button createButton() {
return(new OSXButton());
}
}
abstract class Button {
public string caption;
public abstract void paint();
}
class WinButton:Button {
public override void paint() {
Console.WriteLine("I'm a WinButton: "+caption);
}
}
class OSXButton:Button {
public override void paint() {
Console.WriteLine("I'm a OSXButton: "+caption);
}
}
class Application {
static void Main(string[] args) {
GUIFactory aFactory = GUIFactory.getFactory();
Button aButton = aFactory.createButton();
aButton.caption = "Play";
aButton.paint();
}
//output is
//I'm a WinButton: Play
//or
//I'm a OSXButton: Play
}
'
' * GUIFactory example
'
MustInherit Class GUIFactory
Public Shared Function getFactory() As GUIFactory
Dim sys As Integer = readFromConfigFile("OS_TYPE")
If sys = 0 Then
Return (New WinFactory())
Else
Return (New OSXFactory())
End If
End Function
Public MustOverride Function createButton() As Button
End Class
Class WinFactory
Inherits GUIFactory
Public Overloads Overrides Function createButton() As Button
Return (New WinButton())
End Function
End Class
Class OSXFactory
Inherits GUIFactory
Public Overloads Overrides Function createButton() As Button
Return (New OSXButton())
End Function
End Class
MustInherit Class Button
Public caption As String
Public MustOverride Sub paint()
End Class
Class WinButton
Inherits Button
Public Overloads Overrides Sub paint()
Console.WriteLine("I'm a WinButton: " & caption)
End Sub
End Class
Class OSXButton
Inherits Button
Public Overloads Overrides Sub paint()
Console.WriteLine("I'm a OSXButton: " & caption)
End Sub
End Class
Class Application
Private Shared Sub Main(ByVal args As String())
Dim aFactory As GUIFactory = GUIFactory.getFactory()
Dim aButton As Button = aFactory.createButton()
aButton.caption = "Play"
aButton.paint()
End Sub
'output is
'I'm a WinButton: Play
'or
'I'm a OSXButton: Play
End Class
/*
* GUIFactory Example
*/
public abstract class GUIFactory
{
public static GUIFactory getFactory()
{
int sys = readFromConfigFile("OS_TYPE");
if (sys == 0)
return(new WinFactory());
return(new OSXFactory());
}
public abstract Button createButton();
}
class WinFactory extends GUIFactory
{
public Button createButton()
{
return(new WinButton());
}
}
class OSXFactory extends GUIFactory
{
public Button createButton()
{
return(new OSXButton());
}
}
public abstract class Button
{
private String caption;
public String getCaption()
{
return caption;
}
public void setCaption(String caption)
{
this.caption = caption;
}
public abstract void paint();
}
class WinButton extends Button
{
public void paint()
{
System.out.println("I'm a WinButton: "+ getCaption());
}
}
class OSXButton extends Button
{
public void paint()
{
System.out.println("I'm an OSXButton: "+ getCaption());
}
}
public class Application
{
public static void main(String[] args)
{
GUIFactory aFactory = GUIFactory.getFactory();
Button aButton = aFactory.createButton();
aButton.setCaption("Play");
aButton.paint();
}
//output is
//I'm a WinButton: Play
//or
//I'm a OSXButton: Play
}
# GUIFactory example on Perl
package GUIFactory;
sub getFactory($$) {
shift; # skip class
my $toolkit = shift;
if ($toolkit eq 'GTK') {
return(GtkFactory->new);
} else {
return(TkFactory->new);
}
}
package GtkFactory;
use base 'GUIFactory';
sub new {
bless({}, shift);
}
sub createButton {
return(GtkButton->new);
}
package TkFactory;
use base 'GUIFactory';
sub new {
bless({}, shift);
}
sub createButton() {
return(TkButton->new);
}
package Button;
sub new {
$class = shift;
my $self = {};
$self{caption} = '';
bless($self, $class);
return $self;
}
package GtkButton;
use base 'Button';
sub paint() {
print "I'm a GtkButton\n";
}
package TkButton;
use base 'Button';
sub paint() {
print "I'm a TkButton\n";
}
package main;
my $aFactory = GUIFactory->getFactory;
my $aButton = $aFactory->createButton;
$aButton->{caption} = "Play";
$aButton->paint();
/*
* Fabrique abstraite
*/
abstract class GUIFactory {
public static function getFactory() {
$sys = readFromConfigFile("OS_TYPE");
if ($sys == 0) {
return(new WinFactory());
} else {
return(new OSXFactory());
}
}
public abstract function createButton(): Button;
}
class WinFactory extends GUIFactory {
public function createButton(): Button {
return(new WinButton());
}
}
class OSXFactory extends GUIFactory {
public function createButton(): Button {
return(new OSXButton());
}
}
abstract class Button {
private $_caption;
public abstract function render();
public function getCaption(){
return $this->_caption;
}
public function setCaption($caption){
$this->_caption = $caption;
}
}
class WinButton extends Button {
public function render() {
return "Je suis un WinButton: ".$this->getCaption();
}
}
class OSXButton extends Button {
public function render() {
return "Je suis un OSXButton: ".$this->getCaption();
}
}
$aFactory = GUIFactory::getFactory();
$aButton = $aFactory->createButton();
$aButton->setCaption("Démarrage");
echo $aButton->render();
//Le rendu est
//Je suis un WinButton: Démarrage
//ou
//Je suis un OSXButton: Démarrage
--
-- GUI Factory example;
--
class GUI_FACTORY_FOR_CONFIG feature
factory: GUI_FACTORY
once
inspect read_from_config_file("OS_TYPE")
when 0 then
create {WIN_FACTORY} Result
else
create {OSX_FACTORY} Result
end
end
end
deferred class GUI_FACTORY feature
create_button: BUTTON
deferred end
end
class WIN_FACTORY inherit GUI_FACTORY feature
create_button: WIN_BUTTON
do
create Result
end
end
class OSX_FACTORY inherit GUI_FACTORY feature
create_button: OSX_BUTTON
do
create Result
end
end
deferred class BUTTON feature
caption: STRING
set_caption (a_caption: like caption)
do
caption := a_caption
end
paint
deferred end
end
class WIN_BUTTON inherit BUTTON feature
paint
do
print ("I'm a WIN_BUTTON: "+caption+"%N")
end
end
class OSX_BUTTON inherit BUTTON feature
paint
do
print ("I'm a OSX_BUTTON: "+caption+"%N")
end
end
class
APPLICATION
inherit
GUI_FACTORY_FOR_CONFIG
create
make
feature
make
local
button: BUTTON
do
button := factory.create_button
button.set_caption ("Play")
button.paint
end
end
#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
#==============================================================================
# Exemple d'une fabrique abstraite d’élément en Python
#==============================================================================
class RaceFactory(object):
@staticmethod
def get_factory(race_type):
if race_type == 'automobile':
return SpeedwayFactory()
elif race_type == 'hippique':
return HippodromeFactory()
else:
return StadiumFactory()
def create_racer(self):
raise NotImplementedError()
class SpeedwayFactory(RaceFactory):
def create_racer(self):
return Car()
class HippodromeFactory(RaceFactory):
def create_racer(self):
return Horse()
class StadiumFactory(RaceFactory):
def create_racer(self):
return Human()
class Racer(object):
def __init__(self):
self._nickname = None
def start(self):
raise NotImplementedError()
@property
def nickname(self):
return self._nickname
@nickname.setter
def nickname(self, nickname):
self._nickname = nickname
class Car(Racer):
def start(self):
return "Vroum vroum (%s)" % self.nickname
class Horse(Racer):
def start(self):
return "HiIi hIiI, cataclop (%s)" % self.nickname
class Human(Racer):
def start(self):
return "C'est parti ! (%s)" % self.nickname
if __name__ == '__main__':
import random
t = random.choice(['automobile', 'hippique', 'marathon'])
a_factory = RaceFactory.get_factory(t)
a_racer = a_factory.create_racer()
a_racer.nickname = "Le Sans-Espoir"
print(a_racer.start())
# Affiche
# "Vroum vroum (Le Sans-Espoir)"
# ou
# "HiIi hIiI, cataclop (Le Sans-Espoir)"
# ou
# "C'est parti ! (Le Sans-Espoir)"
Notes et références
[modifier | modifier le code]- (en) E.Gamma, R.Helm, R.Johnson, & J.Vlissides, Design patterns, elements of reusable object-oriented software, Addison-Wesley, , 395 p. (ISBN 978-0-201-63361-0), pp.87-95
- « Fabrique Abstraite ( Abstract Factory ) », sur INRIA (consulté le )
Annexes
[modifier | modifier le code]Articles connexes
[modifier | modifier le code]Liens externes
[modifier | modifier le code]Bibliographie
[modifier | modifier le code]- Eric Freeman, Elisabeth Freeman, Kathy Sierra et Bert Bates, Design patterns, tête la première, , 639 p. (ISBN 978-2-84177-350-3)
