Java設計模式（四）抽象工廠模式

抽象工廠模式

介紹

抽象工廠模式可以說是是工廠方法模式的升級版，當需要創建的產品有多個產品線（產品族）時，使用抽象工廠模式是比較好的選擇。

簡單地說就是工廠的工廠，抽象工廠可以創建具體工廠，由具體工廠來產生具體產品。

在抽象工廠模式中有如下角色：

• AbstractFactory：抽象工廠，它聲明瞭用來創建不同產品的方法。
• ConcreteFactory：具體工廠，實現抽象工廠中定義的創建產品的方法。
• AbstractProduct：抽象產品，爲每種產品聲明業務方法。
• ConcreteProduct：具體產品，定義具體工廠生產的具體產品，並實現抽象產品中定義的業務方法。

代碼實現

場景：

1. 現在有2個產品族，一個水果，一個必需品
2. 水果有2種，蘋果，香蕉
3. 必需品也有2種，大米，鹽
4. 工廠生產的東西必須包含一種水果，一種必需品

產品族

public interface AbstractFruit {
    void produceFruit();
}

public interface AbstractNecessities {
    void produceNecessities();
}

具體產品

// 具體產品1（蘋果）
public class AppleA implements AbstractFruit{
    @Override
    public void produceFruit() {
        System.out.println("抽象工廠...生產水果...apple...");
    }
}

// 具體產品2（香蕉）
public class BananaA implements AbstractFruit {
    @Override
    public void produceFruit() {
        System.out.println("抽象工廠...生產水果...banana...");
    }
}

// 具體產品3（鹽）
public class SaltA implements AbstractNecessities {
    @Override
    public void produceNecessities() {
        System.out.println("抽象工廠...生產必需品...salt...");
    }
}

// 具體產品4（大米）
public class RiceA implements AbstractNecessities {
    @Override
    public void produceNecessities() {
        System.out.println("抽象工廠...生產必需品...rice...");
    }
}

以上是縱向關係，蘋果、香蕉繼承於水果，鹽、大米繼承於必需品

現在構建工廠，首先一個父工廠（抽象工廠），然後兩個具體工廠

// 定義 生產 產品工廠 的抽象工廠
public interface AbstractFactory {
    AbstractFruit produceFruit();
    AbstractNecessities produceNecessities();
}

2個具體工廠

// 具體工廠1號，本工廠職責：只生產蘋果和鹽
public class AppleAndSaltFactory implements AbstractFactory {
    @Override
    public AbstractFruit produceFruit() {
        return new AppleA();
    }

    @Override
    public AbstractNecessities produceNecessities() {
        return new SaltA();
    }
}

// 具體工廠2號，本工廠職責：只生產香蕉和大米
public class BananaAndRiceFactory implements AbstractFactory {
    @Override
    public AbstractFruit produceFruit() {
        return new BananaA();
    }

    @Override
    public AbstractNecessities produceNecessities() {
        return new RiceA();
    }
}

工廠的使用

public class AbstractClient {
    public static void main(String[] args) {
        AbstractFactory appleAndSaltFactory = new AppleAndSaltFactory();
        appleAndSaltFactory.produceFruit().produceFruit();
        appleAndSaltFactory.produceNecessities().produceNecessities();

        AbstractFactory bananaAndRiceFactory = new BananaAndRiceFactory();
        bananaAndRiceFactory.produceFruit().produceFruit();
        bananaAndRiceFactory.produceNecessities().produceNecessities();
    }
}

/*	運行結果
抽象工廠...生產水果...apple...
抽象工廠...生產必需品...salt...
抽象工廠...生產水果...banana...
抽象工廠...生產必需品...rice...
*/

抽象工廠的優缺點

優點

1. 抽象工廠模式隔離了具體類的生成，使得客戶並不需要知道什麼被創建。
2. 當一個產品族中的多個對象被設計成一起工作時，它能夠保證客戶端始終只使用同一個產品族中的對象。這對一些需要根據當前環境來決定其行爲的軟件系統來說，是一種非常實用的設計模式。
3. 增加新的具體工廠和產品族很方便，無須修改已有系統，符合“開閉原則”。

缺點

1. 在添加新的產品對象時，難以擴展抽象工廠來生產新種類的產品。因爲在抽象工廠角色中規定了所有可能被創建的產品集合，要支持新種類的產品就意味着要對該接口進行擴展，而這將涉及到對抽象工廠角色及其所有子類的修改，顯然會帶來較大的不便
2. 使用抽象工廠模式要求設計人員在設計之初就能夠全面考慮，不會在設計完成之後向系統中增加新的產品等級結構，也不會刪除已有的產品等級結構，否則將會導致系統出現較大的修改，爲後續維護工作帶來諸多麻煩。

小結（應用場景）

先看優缺點！

這個例子有點欠佳，看到這裏，如果還不明白抽象工廠，接下來舉一個進行擴展的例子，你應該就可以明白了。

1. 橫向拓展易

如果增加新的具體工廠（就是所謂的產品族），比如，新增一個 只生產蘋果和大米的工廠。

​ 那麼，不需要修改原有的代碼，只需要新增一個工廠類 AppleAndRiceFactory implements AbstractFactory 即可。

2. 縱向擴展難

比如，新增一類產品 — 家電（相當於新增具體的產品）。

​ 要想工廠具有生產家電的功能，就需要修改 AbstractFactory 的代碼，新增加一個生產家電的方法，那麼就需要重新構建所有實現了 AbstractFactory 接口的類，極爲複雜。

簡單工廠、工廠方法、抽象工廠區別

簡單工廠 ： 用來生產同一等級結構中的任意產品。（不支持拓展增加產品）

工廠方法 ：用來生產同一等級結構中的固定產品。（支持拓展增加產品）

抽象工廠 ：用來生產不同產品族的全部產品。（不支持拓展增加產品；支持增加產品族）

工廠設計模式

Java設計模式（二）簡單工廠模式—設計模式六大原則
Java設計模式（三）工廠方法模式