抽象工廠模式（Abstract Factory）- 最易懂的設(shè)計模式解析

2019-11-09 16:51:32

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供稿：網(wǎng)友

前言

在上文提到的最易懂的設(shè)計模式系列解析：工廠方法模式，發(fā)現(xiàn)工廠方法模式存在一個嚴(yán)重的問題：

一個具體工廠只能創(chuàng)建一類產(chǎn)品

而在實際過程中，一個工廠往往需要生產(chǎn)多類產(chǎn)品。為了解決上述的問題，我們又使用了一種新的設(shè)計模式：抽象工廠模式。

在閱讀下文前強(qiáng)烈建議先閱讀 1. 1分鐘全面了解“設(shè)計模式” 2. 最易懂的設(shè)計模式系列解析：簡單工廠模式 3. 最易懂的設(shè)計模式系列解析：工廠方法模式 4. 其他設(shè)計模式介紹 1分鐘全面了解“設(shè)計模式” 單例模式（Singleton） - 最易懂的設(shè)計模式解析簡單工廠模式（SimpleFactoryPattern）- 最易懂的設(shè)計模式解析工廠方法模式（Factory Method）- 最易懂的設(shè)計模式解析抽象工廠模式（Abstract Factory）- 最易懂的設(shè)計模式解析策略模式（Strategy Pattern）- 最易懂的設(shè)計模式解析適配器模式（Adapter Pattern）- 最易懂的設(shè)計模式解析代理模式（PRoxy Pattern）- 最易懂的設(shè)計模式解析模板方法模式（Template Method） - 最易懂的設(shè)計模式解析建造者模式（Builder Pattern）- 最易懂的設(shè)計模式解析外觀模式（Facade Pattern） - 最易懂的設(shè)計模式解析

1. 介紹

1.1 定義

抽象工廠模式，即Abstract Factory Pattern，提供一個創(chuàng)建一系列相關(guān)或相互依賴對象的接口，而無須指定它們具體的類；具體的工廠負(fù)責(zé)實現(xiàn)具體的產(chǎn)品實例。

抽象工廠模式與工廠方法模式最大的區(qū)別：抽象工廠中每個工廠可以創(chuàng)建多種類的產(chǎn)品；而工廠方法每個工廠只能創(chuàng)建一類

1.2 主要作用

允許使用抽象的接口來創(chuàng)建一組相關(guān)產(chǎn)品，而不需要知道或關(guān)心實際生產(chǎn)出的具體產(chǎn)品是什么，這樣就可以從具體產(chǎn)品中被解耦。

1.3 解決的問題

每個工廠只能創(chuàng)建一類產(chǎn)品

即工廠方法模式的缺點

2. 模式原理

2.1 UML類圖

UML類圖

2.2 模式組成

組成（角色）	關(guān)系	作用
抽象產(chǎn)品族（AbstractProduct）	抽象產(chǎn)品的父類	描述抽象產(chǎn)品的公共接口
抽象產(chǎn)品（Product）	具體產(chǎn)品的父類	描述具體產(chǎn)品的公共接口
具體產(chǎn)品（Concrete Product）	抽象產(chǎn)品的子類；工廠類創(chuàng)建的目標(biāo)類	描述生產(chǎn)的具體產(chǎn)品
抽象工廠（Creator）	具體工廠的父類	描述具體工廠的公共接口
具體工廠（Concrete Creator）	抽象工廠的子類；被外界調(diào)用	描述具體工廠；實現(xiàn)FactoryMethod工廠方法創(chuàng)建產(chǎn)品的實例

如何理解抽象產(chǎn)品族、抽象產(chǎn)品和具體產(chǎn)品的區(qū)別呢？請看下圖概念區(qū)別.jpg

2.3 使用步驟

步驟1： 創(chuàng)建抽象工廠類，定義具體工廠的公共接口； 步驟2： 創(chuàng)建抽象產(chǎn)品族類 ，定義抽象產(chǎn)品的公共接口； 步驟3： 創(chuàng)建抽象產(chǎn)品類 （繼承抽象產(chǎn)品族類），定義具體產(chǎn)品的公共接口； 步驟4： 創(chuàng)建具體產(chǎn)品類（繼承抽象產(chǎn)品類） & 定義生產(chǎn)的具體產(chǎn)品； 步驟5：創(chuàng)建具體工廠類（繼承抽象工廠類），定義創(chuàng)建對應(yīng)具體產(chǎn)品實例的方法； 步驟6：客戶端通過實例化具體的工廠類，并調(diào)用其創(chuàng)建不同目標(biāo)產(chǎn)品的方法創(chuàng)建不同具體產(chǎn)品類的實例

3. 實例講解

接下來我用一個實例來對抽象工廠模式進(jìn)行更深一步的介紹。

3.1 實例概況

背景：小成有兩間塑料加工廠（A廠僅生產(chǎn)容器類產(chǎn)品；B廠僅生產(chǎn)模具類產(chǎn)品）；隨著客戶需求的變化，A廠所在地的客戶需要也模具類產(chǎn)品，B廠所在地的客戶也需要容器類產(chǎn)品；沖突：沒有資源（資金+租位）在當(dāng)?shù)胤謩e開設(shè)多一家注塑分廠解決方案：在原有的兩家塑料廠里增設(shè)生產(chǎn)需求的功能，即A廠能生產(chǎn)容器+模具產(chǎn)品；B廠間能生產(chǎn)模具+容器產(chǎn)品。即抽象工廠模式

3.2 使用步驟

步驟1： 創(chuàng)建抽象工廠類，定義具體工廠的公共接口

abstract class Factory{ public abstract Product ManufactureContainer(); public abstract Product ManufactureMould();}

步驟2： 創(chuàng)建抽象產(chǎn)品族類 ，定義具體產(chǎn)品的公共接口；

abstract class AbstractProduct{ public abstract void Show();}

步驟3： 創(chuàng)建抽象產(chǎn)品類 ，定義具體產(chǎn)品的公共接口；

//容器產(chǎn)品抽象類abstract class ContainerProduct extends AbstractProduct{ @Override public abstract void Show();}//模具產(chǎn)品抽象類abstract class MouldProduct extends AbstractProduct{ @Override public abstract void Show();}

步驟4： 創(chuàng)建具體產(chǎn)品類（繼承抽象產(chǎn)品類），定義生產(chǎn)的具體產(chǎn)品；

//容器產(chǎn)品A類class ContainerProductA extends ContainerProduct{ @Override public void Show() { System.out.println("生產(chǎn)出了容器產(chǎn)品A"); }}//容器產(chǎn)品B類class ContainerProductB extends ContainerProduct{ @Override public void Show() { System.out.println("生產(chǎn)出了容器產(chǎn)品B"); }}//模具產(chǎn)品A類class MouldProductA extends MouldProduct{ @Override public void Show() { System.out.println("生產(chǎn)出了模具產(chǎn)品A"); }}//模具產(chǎn)品B類class MouldProductB extends MouldProduct{ @Override public void Show() { System.out.println("生產(chǎn)出了模具產(chǎn)品B"); }}

步驟5：創(chuàng)建具體工廠類（繼承抽象工廠類），定義創(chuàng)建對應(yīng)具體產(chǎn)品實例的方法；

//A廠 - 生產(chǎn)模具+容器產(chǎn)品class FactoryA extends Factory{ @Override public Product ManufactureContainer() { return new ContainerProductA(); } @Override public Product ManufactureMould() { return new MouldProductA(); }}//B廠 - 生產(chǎn)模具+容器產(chǎn)品class FactoryB extends Factory{ @Override public Product ManufactureContainer() { return new ContainerProductB(); } @Override public Product ManufactureMould() { return new MouldProductB(); }}

步驟6：客戶端通過實例化具體的工廠類，并調(diào)用其創(chuàng)建不同目標(biāo)產(chǎn)品的方法創(chuàng)建不同具體產(chǎn)品類的實例

//生產(chǎn)工作流程public class AbstractFactoryPattern { public static void main(String[] args){ FactoryA mFactoryA = new FactoryA(); FactoryB mFactoryB = new FactoryB(); //A廠當(dāng)?shù)乜蛻粜枰萜鳟a(chǎn)品A mFactoryA.ManufactureContainer().Show(); //A廠當(dāng)?shù)乜蛻粜枰＞弋a(chǎn)品A mFactoryA.ManufactureMould().Show(); //B廠當(dāng)?shù)乜蛻粜枰萜鳟a(chǎn)品B mFactoryB.ManufactureContainer().Show(); //B廠當(dāng)?shù)乜蛻粜枰＞弋a(chǎn)品B mFactoryB.ManufactureMould().Show(); }}結(jié)果：生產(chǎn)出了容器產(chǎn)品A生產(chǎn)出了容器產(chǎn)品B生產(chǎn)出了模具產(chǎn)品A生產(chǎn)出了模具產(chǎn)品B

4. 優(yōu)點

降低耦合抽象工廠模式將具體產(chǎn)品的創(chuàng)建延遲到具體工廠的子類中，這樣將對象的創(chuàng)建封裝起來，可以減少客戶端與具體產(chǎn)品類之間的依賴，從而使系統(tǒng)耦合度低，這樣更有利于后期的維護(hù)和擴(kuò)展；

更符合開-閉原則新增一種產(chǎn)品類時，只需要增加相應(yīng)的具體產(chǎn)品類和相應(yīng)的工廠子類即可

簡單工廠模式需要修改工廠類的判斷邏輯

符合單一職責(zé)原則每個具體工廠類只負(fù)責(zé)創(chuàng)建對應(yīng)的產(chǎn)品

簡單工廠中的工廠類存在復(fù)雜的switch邏輯判斷

不使用靜態(tài)工廠方法，可以形成基于繼承的等級結(jié)構(gòu)。

簡單工廠模式的工廠類使用靜態(tài)工廠方法

5. 缺點

抽象工廠模式很難支持新種類產(chǎn)品的變化。這是因為抽象工廠接口中已經(jīng)確定了可以被創(chuàng)建的產(chǎn)品集合，如果需要添加新產(chǎn)品，此時就必須去修改抽象工廠的接口，這樣就涉及到抽象工廠類的以及所有子類的改變，這樣也就違背了“開發(fā)——封閉”原則。

對于新的產(chǎn)品族符合開-閉原則；對于新的產(chǎn)品種類不符合開-閉原則，這一特性稱為開-閉原則的傾斜性。

6. 應(yīng)用場景

在了解了優(yōu)缺點后，我總結(jié)了工廠方法模式的應(yīng)用場景：

一個系統(tǒng)不要求依賴產(chǎn)品類實例如何被創(chuàng)建、組合和表達(dá)的表達(dá)，這點也是所有工廠模式應(yīng)用的前提。這個系統(tǒng)有多個系列產(chǎn)品，而系統(tǒng)中只消費其中某一系列產(chǎn)品系統(tǒng)要求提供一個產(chǎn)品類的庫，所有產(chǎn)品以同樣的接口出現(xiàn)，客戶端不需要依賴具體實現(xiàn)。

7. 總結(jié)

本文主要對抽象工廠模式進(jìn)行了全面介紹，接下來將介紹其他設(shè)計模式，有興趣可以繼續(xù)關(guān)注Carson_Ho的安卓開發(fā)筆記！！！！

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