设计模式之AbstractFactory

1、意图
提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定它们具体的实例
2、适用性
在以下情况下可以使用Abstract Factory模式
（1）一个系统要独立于它的产品的创建、组合和表示时
（2）一个系统要由多个产品系列中的一个来配置时
（3）当你要强调一系列相关的产品对象的设计以便进行联合使用时
（4）当你提供一个产品类库，而只想显示它们的接口而不是实现时
3、参与者
（1）AbstractFactory:声明一个创建抽象产品对象的操作接口
（2）ConcreteFactory:实现创建具体产品对象的操作
（3）AbstractProduct:为一类产品对象声明一个接口
（4）ConcreteProduct：定义一个将被相应的具体工厂创建的产品对象，实现Abstract接口
（5）Client:仅使用AbstractFactory和AbstractProduct类声明的接口

UML类图表示为

java代码为：

package javatest;

interface Button
{
    public void paint();
}

class WinButton implements Button
{
    @Override
    public void paint()
    {
        System.out.println("WinButton");
    }
}

class OSXButton implements Button
{
    @Override
    public void paint()
    {
        System.out.println("OSXButton");
    }
}

interface GUIFactory
{
    public Button createButton();
}


class WinFactory implements GUIFactory
{
    @Override
    public Button createButton()
    {
        return new WinButton();
    }
}

class OSXFactory implements GUIFactory
{
    @Override
    public Button createButton()
    {
        return new OSXButton();
    }
}

public class JavaTest
{
    public static void main(String[] args)
    {       
       GUIFactory factory = new WinFactory();
       Button btn = factory.createButton();
       btn.paint();
       
       factory = new OSXFactory();
       btn = factory.createButton();
       btn.paint();
       
       
    }
}

4、协作
通常在运行时刻创建一个ConcreteFactory类的实例，这一具体的工厂创建具有特定实现的产品对象。为创建不同的产品对象，客户应使用不同的具体工厂。AbstractFactory将产品对象的创建延迟到它的ConcreteFactory子类
5、其优点和缺点
（1）它分离了具体的类。AbstractFactory模式帮助你控制一个应用创建的对象的类。因为一个工厂封装创建产品对象的责任和过程，它将客户与类的实现分离。客户通过它们的抽象接口操纵实例。产品的类名也在具体工厂的实现中被分离。它们不出现在客户代码中
（2）它使得易于交换产品系列。一个具体工厂类在一个应用中仅出现一次，即在它初始化的时候。这使得改变一个应用的具体工厂变得很容易。它只需改变具体的工厂即可使用不同的产品配置，这是因为一个抽象工厂创建了一个完整的产品系列，所以整个产品系列会立刻改变。
（3）它有利于产品的一致性。当一个系列中的产品对象被设计成一起工作时，一个应用一次只能使用同一个系列中的对象，这一点很重要，而AbstractFactory很容易实现这一点
（4）难以支持新种类的产品。难改扩展抽象工厂以生产新种类的产品。这是因为AbstractFactory接口确定了可以被创建的产品集合。支持新种类的产品就需要该工厂接口，这将涉及AbstractFactory类及其所有子类的改变。
6、实现
（1）将工厂作为单件。一个应用中一般每个产品系列只需要一个ConcreteFactory的实例。因此工厂通常最好实现为一个Singleton
（2）创建产品。AbstractFactory仅声明一个创建产品的接口，真正创建产品是由ConcreteProduct子类实现的。最通常的一个办法是为每一个产品定义一个工厂方法。一个具体的工厂将为每个产品重定义该工厂方法以指定产品。虽然这样的实现很简单，但它却要求每个产品系列都要有一个新的具体工厂子类，即使这些产品系列的差别很小。
（3）定义可扩展的工厂。AbstractFactory通常为每一种它可以生产的产品定义一个操作。产品的种类被编码在操作型构中。增加一种新的产品要求改变AbstractFacory的接口以及所有与它相关的类。一个更灵活但不太安全的设计是给创建对象的操作增加一个参数。该参数指定了将被创建的对象的种类。