创建型设计模式-抽象工厂

抽象工厂模式是一种创建型设计模式， 它能创建一系列相关的对象， 而无需指定其具体类。

产品族和产品等级是抽象工厂模式中的两个重要概念，它们描述了产品之间的关系。
产品族（Product Family）：产品族指的是一组相关的、相互依赖的产品集合。这些产品可能是相互关联的，用于完成特定的任务或在特定的环境下工作。比如，在汽车工厂中，不同品牌（奥迪、宝马）的汽车零部件（发动机、轮胎）组成了不同的产品族。这些产品族共享某些相似性，比如它们都是用于组装汽车的零部件。

产品等级（Product Level）：产品等级指的是一个产品族中的产品集合。这些产品在某种程度上是相互独立的，但它们又共享一些公共特征。在汽车工厂的例子中，发动机和轮胎属于不同的产品等级，因为它们虽然在不同的系统中工作，但都是汽车的组成部分。
举例来说，一个汽车工厂的例子。假设我们有不同品牌的汽车（比如奥迪和宝马），每个品牌有自己的发动机和轮胎。
首先，我们定义抽象产品类，包括发动机和轮胎：

// 抽象发动机类
interface Engine {
    void design();
}

// 抽象轮胎类
interface Tire {
    void manufacture();
}

然后，我们定义具体的发动机和轮胎类：

// 具体奥迪发动机类
class AudiEngine implements Engine {
    @Override
    public void design() {
        System.out.println("Designing Audi Engine");
    }
}

// 具体奥迪轮胎类
class AudiTire implements Tire {
    @Override
    public void manufacture() {
        System.out.println("Manufacturing Audi Tire");
    }
}

// 具体宝马发动机类
class BMWEngine implements Engine {
    @Override
    public void design() {
        System.out.println("Designing BMW Engine");
    }
}

// 具体宝马轮胎类
class BMWTire implements Tire {
    @Override
    public void manufacture() {
        System.out.println("Manufacturing BMW Tire");
    }
}

接着，定义抽象工厂接口和具体的工厂类：

// 抽象汽车工厂接口
interface CarFactory {
    Engine createEngine();
    Tire createTire();
}

// 具体奥迪汽车工厂
class AudiFactory implements CarFactory {
    @Override
    public Engine createEngine() {
        return new AudiEngine();
    }

    @Override
    public Tire createTire() {
        return new AudiTire();
    }
}

// 具体宝马汽车工厂
class BMWFactory implements CarFactory {
    @Override
    public Engine createEngine() {
        return new BMWEngine();
    }

    @Override
    public Tire createTire() {
        return new BMWTire();
    }
}

最后，在主程序中使用抽象工厂来创建不同品牌汽车的零部件：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建奥迪汽车工厂
        CarFactory audiFactory = new AudiFactory();
        Engine audiEngine = audiFactory.createEngine();
        Tire audiTire = audiFactory.createTire();
        
        // 创建宝马汽车工厂
        CarFactory bmwFactory = new BMWFactory();
        Engine bmwEngine = bmwFactory.createEngine();
        Tire bmwTire = bmwFactory.createTire();
        
        // 使用零部件
        audiEngine.design();
        audiTire.manufacture();
        
        bmwEngine.design();
        bmwTire.manufacture();
    }
}

以上展示了如何使用抽象工厂模式创建不同品牌汽车的零部件，其中每个工厂负责生产属于自己品牌的发动机和轮胎。

优点：

• 一致性：你可以确保同一工厂生成的产品相互匹配。

• 易于替换产品系列：如果需要更换产品族，只需切换具体工厂即可。这种灵活性使得系统更容易扩展和维护。

• 符合单一职责原则：每个具体工厂类负责创建一种产品，符合类的职责单一性原则。

• 遵循开闭原则：抽象工厂模式符合开闭原则，可以轻松地添加新产品族，而无需修改现有代码。

缺点：

• 复杂性增加：随着产品族和产品等级的增加，抽象工厂模式可能变得更加复杂。这可能导致类的数量增加，使得系统更难以理解和维护。

适用场景：
如果代码需要与多个不同系列的相关产品交互， 但是由于无法提前获取相关信息， 或者出于对未来扩展性的考虑， 你不希望代码基于产品的具体类进行构建， 在这种情况下， 你可以使用抽象工厂