02.抽象工厂模式

清疚 2023-01-15 08:01 14阅读 0赞

### 抽象工厂模式 ###

*  抽象工厂模式
 *   *  概述
     *  Demo示例

# 抽象工厂模式 #

## 概述 ##

抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）是围绕一个超级工厂创建其他工厂。它解决了工厂模式中工厂类职责太重的问题，但由于工厂方法模式中的每个工厂只生产一类产品，可能会导致系统中存在大量的工厂类，势必会增加系统的开销。此时，我们可以考虑将一些相关的产品组成一个“**产品族**”，由同一个工厂来统一生产，这就是抽象工厂模式的基本思想。

所谓的产品族，是指**位于不同产品等级结构中功能相关联的产品组成的家族**。抽象工厂模式所提供的一系列产品就组成一个产品族；而工厂方法提供的一系列产品称为一个等级结构。

**优点：**

*  抽象工厂模式隔离了具体类的生成，使得客户并不需要知道什么被创建。由于这种隔离，更换一个具体工厂就变得相对容易，所有的具体工厂都实现了抽象工厂中定义的那些公共接口，因此只需改变具体工厂的实例，就可以在某种程度上改变整个软件系统的行为。
 *  当一个产品族中的多个对象被设计成一起工作时，它能够保证客户端始终只使用同一个产品族中的对象。
 *  增加新的产品族很方便，无须修改已有系统，符合“开闭原则”。

**缺点：**

增加新的产品等级结构麻烦，需要对原有系统进行较大的修改，甚至需要修改抽象层代码，这显然违背了`开闭原则`

**什么情况下使用？**

*  一个系统不应当依赖于产品类实例如何被创建、组合和表达的细节，这对于所有类型的工厂模式都是重要的。
 *  系统中有多于一个的产品族，而每次只使用其中某一产品族。
 *  属于同一个产品族的产品将在一起使用，这一约束必须在系统的设计中体现出来。
 *  系统结构稳定，不会频繁的增加对象。

## Demo示例 ##

该Demo示例借鉴于[JavaKeeper][]的文章[工厂模式解读][Link 1]，该文章以清晰的脉络通俗易懂的诠释了抽象工厂模式，故在此记录。有兴趣的小伙伴可以点击上面的链接查看原文章。

假设我们要生产两种产品，键盘（Keyboard）和鼠标（Mouse） ，每一种产品都支持多种系列，比如 Mac 系列和 Windows 系列。这样每个系列的产品分别是 MacKeyboard、WinKeyboard、MacMouse、WinMouse 。为了可以在运行时刻创建一个系列的产品族，我们可以为每个系列的产品族创建一个工厂 MacFactory 和 WinFactory 。每个工厂都有两个方法 CreateMouse 和 CreateKeyboard 并返回对应的产品，可以将这两个方法抽象成一个接口 AbstractFactory。具体关系如下图

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2JieHlscWYxMjZjb20_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

1.  首先我们新建一个抽象的工厂类*AbstractFactory*（既然是抽象工厂模式，我们就使用抽象类来定义）
    
        /** * @Author Christy * @Date 2021/4/21 11:47 **/
        public abstract class AbstractFactory { 
            public abstract Keyboard createKeyboard();
            public abstract Mouse createMouse();
        }
2.  定义具体产品类接口*Keyboard*、*Mouse*
    
        /** * @Author Christy * @Date 2021/4/21 16:15 **/
        public interface Keyboard { 
            void input();
        }
    
        /** * @Author Christy * @Date 2021/4/21 16:15 **/
        public interface Mouse { 
            void click();
        }
3.  定义产品的具体实现类*WindowsKeyboard*、*WindowsMouse*、*MacKeyboard*、MacMouse
    
        /** * @Author Christy * @Date 2021/4/21 16:36 **/
        public class WindowsKeyboard implements Keyboard { 
            @Override
            public void input() { 
                System.out.println("Inside WindowsKeyboard::input() method!");
            }
        }
    
        /** * @Author Christy * @Date 2021/4/21 16:37 **/
        public class WindowsMouse implements Mouse { 
            @Override
            public void click() { 
                System.out.println("Inside WindowsMouse::click() method!");
            }
        }
    
        /** * @Author Christy * @Date 2021/4/21 16:30 **/
        public class MacKeyboard implements Keyboard { 
            @Override
            public void input() { 
                System.out.println("Inside MacKeyboard::input() method!");
            }
        }
    
        /** * @Author Christy * @Date 2021/4/21 16:35 **/
        public class MacMouse implements Mouse { 
            @Override
            public void click() { 
                System.out.println("Inside MacMouse::input() method!");
            }
        }
4.  定义产品工厂类*WindowsFactory*、*MacFactory*继承自抽象工厂类
    
        /** * @Author Christy * @Date 2021/4/21 11:48 **/
        public class WindowsFactory extends AbstractFactory{ 
        
            @Override
            public Keyboard createKeyboard() { 
                return new WindowsKeyboard();
            }
        
            @Override
            public Mouse createMouse() { 
                return new WindowsMouse();
            }
        }
    
        /** * @Author Christy * @Date 2021/4/21 11:48 **/
        public class MacFactory extends AbstractFactory { 
        
            @Override
            public Keyboard createKeyboard() { 
                return new MacKeyboard();
            }
        
            @Override
            public Mouse createMouse() { 
                return new MacMouse();
            }
        }
5.  编写Demo示例*AbstractFactoryPatternDemo*
    
        /** * @Author Christy * @Date 2021/4/21 13:48 **/
        public class AbstractFactoryPatternDemo { 
            public static void main(String[] args) { 
                /******************** 抽象工厂模式 ********************/
                MacFactory macFactory = new MacFactory();
                Keyboard macKeyboard = macFactory.createKeyboard();
                macKeyboard.input();
        
                Mouse macMouse = macFactory.createMouse();
                macMouse.click();
        
                WindowsFactory windowsFactory = new WindowsFactory();
                Keyboard windowsKeyboard = windowsFactory.createKeyboard();
                windowsKeyboard.input();
        
                Mouse windowsMouse = windowsFactory.createMouse();
                windowsMouse.click();
            }
        }
6.  测试结果
    
    ![在这里插入图片描述][20210421195627529.png_pic_center]

抽象工厂模式和工厂方法模式一样，都符合开闭原则。但是不同的是，工厂方法模式在增加一个具体产品的时候，都要增加对应的工厂。但是**抽象工厂模式只有在新增一个类型的具体产品时才需要新增工厂**。也就是说，工厂方法模式的一个工厂只能创建一个具体产品。而抽象工厂模式的一个工厂可以创建属于单一类型的多种具体产品。

[JavaKeeper]: https://www.zhihu.com/column/c_1190934291620716544
[Link 1]: https://zhuanlan.zhihu.com/p/114436961
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2JieHlscWYxMjZjb20_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]: /images/20221022/f66f22e615294830abbaa204b781d3ff.png
[20210421195627529.png_pic_center]: /images/20221022/05458cca41514708bf62e67e5d96b0bf.png