设计模式 - 抽象工厂模式

一. 简述

为创建一组相关或相互依赖的对象提供一个接口，而且无需指定他们的具体类。

比如每个抽象产品角色都有两个具体产品。抽象工厂模式提供两个具体工厂角色，分别对应于这两个具体产品角色，每一个具体工厂角色只负责某一个产品角色的实例化。每一个具体工厂类只负责创建抽象产品的某一个具体子类的实例。

属于创建型模式。

工厂方法模式 vs 抽象工厂模式

抽象工厂模式是工厂方法模式的升级版本，他与工厂方法模式的区别就在于，工厂方法模式针对的是一个产品等级结构；而抽象工厂模式则是针对的多个产品等级结构。在编程中，通常一个产品结构，表现为一个接口或者抽象类，也就是说，工厂方法模式提供的所有产品都是衍生自同一个接口或抽象类，而抽象工厂模式所提供的产品则是衍生自不同的接口或抽象类。

二. 组成

• 抽象工厂（Abstract Factory）角色：担任这个角色的是工厂方法模式的核心，它是与应用系统商业逻辑无关的。
• 具体工厂（Concrete Factory）角色：这个角色直接在客户端的调用下创建产品的实例。这个角色含有选择合适的产品对象的逻辑，而这个逻辑是与应用系统的商业逻辑紧密相关的。
• 抽象产品（Abstract Product）角色：担任这个角色的类是工厂方法模式所创建的对象的父类，或它们共同拥有的接口。
• 具体产品（Concrete Product）角色：抽象工厂模式所创建的任何产品对象都是某一个具体产品类的实例。这是客户端最终需要的东西，其内部一定充满了应用系统的商业逻辑。
  

三. UML类图

四. 基本代码

//两种抽象产品：水果、蔬菜
public interface Fruit{}
public interface Veggie{}

//四种具体产品：北方水果，热带水果，北方蔬菜，热带蔬菜
// Northern Fruit
public class NorthernFruit implements Fruit{
    private String name;
    public NorthernFruit(String name)
    {}

    public String getName(){
        return name;
    }

    public void setName(String name){
        this. name = name;
    }
}

// TropicalFruit
public class TropicalFruit implements Fruit{
    private String name;
    public TropicalFruit(String name)
    {}

    public String getName(){
        return name;
    }

    public void setName(String name){
        this. name = name;
    }
}

// NorthernVeggie
public class NorthernVeggie implements Veggie{
    private String name;
    public NorthernVeggie(String name)
    {}

    public String getName(){
        return name;
    }

    public void setName(String name){
        this. name = name;
    }
}

//TropicalVeggie
public class TropicalVeggie implements Veggie{
    private String name;
    public TropicalVeggie(String name)
    {}

    public String getName(){
        return name;
    }

    public void setName(String name){
        this. name = name;
    }
}

//抽象工厂角色
public interface Gardener{
    public Fruit createFruit(String name);
    public Veggie createVeggie(String name);
}

//具体工厂角色：北方工厂，热带角色
public class NorthernGardener implements Gardener{
    public Fruit createFruit(String name){
        return new NorthernFruit(name);
    }

    public Veggie createVeggie(String name){
        return new NorthernVeggie(name);
    }
}

public class TropicalGardener implements Gardener{
    public Fruit createFruit(String name){
        return new TropicalFruit(name);
    }

    public Veggie createVeggie(String name){
        return new TropicalVeggie(name);
    }
}

五. 优缺点

优点：

1. 易于交换产品系列，由于具体工厂类在一个应用中只需在初始化的时候出现一次，这就使得改变一个应用的具体工厂变得非常容易，它只需要改变具体工厂即可使用不同的产品配置。
2. 让具体的创建实例过程与客户端分离，客户端是通过它们的抽象接口操纵实例，产品的具体类名也被具体工厂的实现分离，不会出现在客户代码中。

缺点：

1. 产品族的扩展将是一件十分费力的事情，假如产品族中需要增加一个新的产品，则几乎所有的工厂类都需要进行修改。所以使用抽象工厂模式时，对产品等级结构的划分是非常重要的。
   

六. 应用场景

当需要创建的对象是一系列相互关联或相互依赖的产品族时，便可以使用抽象工厂模式。说的更明白一点，就是一个继承体系中，如果存在着多个等级结构（即存在着多个抽象类），并且分属各个等级结构中的实现类之间存在着一定的关联或者约束，就可以使用抽象工厂模式。假如各个等级结构中的实现类之间不存在关联或约束，则使用多个独立的工厂来对产品进行创建，则更合适一点。

七. 注意事项

        无论是简单工厂模式，工厂方法模式，还是抽象工厂模式，他们都属于工厂模式，在形式和特点上也是极为相似的，他们的最终目的都是为了解耦。在使用时，我们不必去在意这个模式到底工厂方法模式还是抽象工厂模式，因为他们之间的演变常常是令人琢磨不透的。经常你会发现，明明使用的工厂方法模式，当新需求来临，稍加修改，加入了一个新方法后，由于类中的产品构成了不同等级结构中的产品族，它就变成抽象工厂模式了；而对于抽象工厂模式，当减少一个方法使的提供的产品不再构成产品族之后，它就演变成了工厂方法模式。

       所以，在使用工厂模式时，只需要关心降低耦合度的目的是否达到了。