创建型-抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）

什么是抽象工厂模式

是一种为访问类提供一个创建一组相关或相互依赖对象的接口，且访问类无须指定所要产品的具体类就能得到同族的不同等级的产品的模式结构。

抽象工厂模式是工厂方法模式的升级版本，将简单工厂模式和工厂方法模式进行整合。工厂方法模式只生产一个等级的产品，而抽象工厂模式可生产多个等级的产品。

将工厂抽象成两层，抽象工厂和具体实现的工厂子类。程序员可以根据创建对象类型使用对应的工厂子类。这样将单个的简单工厂类变成了工厂簇，更利于代码的维护和扩展

结构

• 抽象工厂（Abstract Factory）：提供了创建产品的接口，调用者通过它访问具体工厂的工厂方法来创建产品。
• 具体工厂（ConcreteFactory）：主要是实现抽象工厂中的抽象方法，完成具体产品的创建。
• 抽象产品（Product）：定义了产品的规范，描述了产品的主要特性和功能。
• 具体产品（ConcreteProduct）：实现了抽象产品角色所定义的接口，由具体工厂来创建，它同具体工厂之间一一对应。

UML类图

代码理解

// 产品等级（接口）
interface IButton {
    void paint();
}

interface ICheckbox {
    void paint();
}

// 具体产品A
class WindowsButton implements IButton {
    public void paint() {
        System.out.println("Windows风格的按钮");
    }
}

class WindowsCheckbox implements ICheckbox {
    public void paint() {
        System.out.println("Windows风格的复选框");
    }
}

// 具体产品B
class MacOSButton implements IButton {
    public void paint() {
        System.out.println("MacOS风格的按钮");
    }
}

class MacOSCheckbox implements ICheckbox {
    public void paint() {
        System.out.println("MacOS风格的复选框");
    }
}

// 抽象工厂接口
interface IGUIFactory {
    IButton createButton();
    ICheckbox createCheckbox();
}

// 具体工厂A
class WindowsFactory implements IGUIFactory {
    public IButton createButton() {
        return new WindowsButton();
    }

    public ICheckbox createCheckbox() {
        return new WindowsCheckbox();
    }
}

// 具体工厂B
class MacOSFactory implements IGUIFactory {
    public IButton createButton() {
        return new MacOSButton();
    }

    public ICheckbox createCheckbox() {
        return new MacOSCheckbox();
    }
}

// 客户端代码
public class AbstractFactoryDemo {
    public static void main(String[] args) {
        IGUIFactory factory;
        
        // 根据需要创建不同的工厂
        factory = new WindowsFactory();
        IButton button = factory.createButton();
        ICheckbox checkbox = factory.createCheckbox();
        
        button.paint();
        checkbox.paint();
        
        factory = new MacOSFactory();
        button = factory.createButton();
        checkbox = factory.createCheckbox();
        
        button.paint();
        checkbox.paint();
    }
}

使用场景

• 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，如电器工厂中的电视机、洗衣机、空调等。
• 系统中有多个产品族，但每次只使用其中的某一族产品。如有人只喜欢穿某一个品牌的衣服和鞋。
• 系统中提供了产品的类库，且所有产品的接口相同，客户端不依赖产品实例的创建细节和内部结构。

如：输入法换皮肤，一整套一起换。生成不同操作系统的程序。

优点

        当一个产品族中的多个对象被设计成一起工作时，它能保证客户端始终只使用同一个产品族中的对象。

缺点

        当产品族中需要增加一个新的产品时，所有的工厂类都需要进行修改。