设计模式[创建型]03--抽象工厂模式（Abstract Factory）

一、简介

抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）：提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无须指定它们具体的类。抽象工厂模式又称为Kit模式，属于对象创建型模式。

注意：这里和工厂方法的区别是：一系列（多个），而工厂方法只有一个。

二、类结构

抽象工厂模式结构如下：

角色	类别	简述
AbstractFactory	抽象工厂	一般是一个抽象类或是接口
ConcreteFactory	具体工厂	用来创建一系列具体的产品
AbstractProduct	抽象产品	一个抽象类或是接口
Product	具体产品	用来创建具体的产品

三、UML图

比如，我们需要设计一个绘图工具：

四、代码分析

1、抽象产品

图形类接口：

interface Shape{
    public function draw();
}

颜色类接口：

interface Color {
   public function fill();
}

2、具体产品

具体图形类：

//矩形类
class Rectangle implements Shape {
    public function draw() {
        echo '插入一个矩形 \n\r';
    }
}
//正方形类
class Square implements Shape {
    public function draw() {
        echo '插入一个正方形 \n\r';
    }
}
//圆形类
class Circle implements Shape {
    public function draw() {
        echo '插入一个圆形 \n\r';
    }
}

具体颜色类：

//红色类
class Red implements Color {
    public function fill() {
        echo '填充红色 \n\r';
    }
}
//绿色类
class Green implements Color {
    public function fill() {
        echo '填充绿色 \n\r';
    }
}
//蓝色类
class Blue implements Color {
    public function fill() {
        echo '填充蓝色 \n\r';
    }
}

3、抽象工厂

为 Color 和 Shape 对象创建抽象类来获取工厂。

class interface AbstractFactory {
   public function getColor($color);
   public function getShape($shape) ;
}

4、具体工厂

//形状工厂类
class ShapeFactory extends AbstractFactory {

    public function getShape($shapeType){
        if($shapeType == false){
            return false;
        }        
        if($shapeType=="circle"){
            return new Circle();
        } else if($shapeType=="rectangle"){
            return new Rectangle();
        } else if($shapeType=="square"){
            return new Square();
        }
        return false;
    }
    
    public function getColor($color) {
        return false;
    }
}

//颜色工厂类
class ColorFactory extends AbstractFactory {

    public function getShape($shapeType){
        return false;
    }
   
    public function getColor($color) {
        if($color == false){
            return false;
        }
        if($color=="red"){
            return new Red();
        } else if($color=="green"){
            return new Green();
        } else if($color=="blue"){
            return new Blue();
        }
        return false;
    }
}

5、工厂创造器

创建一个工厂创造器/生成器类，通过传递形状或颜色信息来获取工厂。

class FactoryProducer {
    public static function getFactory($choice){
        if($choice=="shape")){
            return new ShapeFactory();
        } else if($choice=="color"){
            return new ColorFactory();
        }
        return null;
    }
}

6、使用实例

public class Demo {
   public static function test() {
 
      //获取形状工厂
      $shapeFactory = FactoryProducer::getFactory("SHAPE");
      
      //为形状插入Circle对象
      $shape1 = $shapeFactory->getShape("circle");
      //调用 Circle 的 draw 方法
      $shape1->draw();
 
      //为形状插入Rectangle对象
      $shape2 = $shapeFactory->getShape("rectangle");
      //调用 Rectangle 的 draw 方法
      $shape2->draw();
      
      //获取颜色工厂
      $colorFactory = FactoryProducer::getFactory("color");
 
      //获取颜色为 Red 的对象
      $color1 = $colorFactory->getColor("red");
      //调用 Red 的 fill 方法
      $color1->fill();
   }
}

Demo::test();

测试结果：

插入一个圆形
插入一个矩形
填充红色

五、特点

1、优点

• 抽象工厂模式隔离了具体类的生成，使得客户并不需要知道什么被创建。由于这种隔离，更换一个具体工厂就变得相对容易。所有的具体工厂都实现了抽象工厂中定义的那些公共接口，因此只需改变具体工厂的实例，就可以在某种程度上改变整个软件系统的行为。另外，应用抽象工厂模式可以实现高内聚低耦合的设计目的，因此抽象工厂模式得到了广泛的应用。
• 当一个产品族中的多个对象被设计成一起工作时，它能够保证客户端始终只使用同一个产品族中的对象。这对一些需要根据当前环境来决定其行为的软件系统来说，是一种非常实用的设计模式。
• 增加新的具体工厂和产品族很方便，无须修改已有系统，符合“开闭原则”。

2、缺点

• 在添加新的产品对象时，难以扩展抽象工厂来生产新种类的产品，这是因为在抽象工厂角色中规定了所有可能被创建的产品集合，要支持新种类的产品就意味着要对该接口进行扩展，而这将涉及到对抽象工厂角色及其所有子类的修改，显然会带来较大的不便。
• 开闭原则的倾斜性（增加新的工厂和产品族容易，增加新的产品等级结构麻烦）。。

3、适用场景

在以下情况下可以考虑使用抽象工厂模式：

• 一个系统不应当依赖于产品类实例如何被创建、组合和表达的细节，这对于所有类型的工厂模式都是重要的。
• 系统中有多于一个的产品族，而每次只使用其中某一产品族。
• 属于同一个产品族的产品将在一起使用，这一约束必须在系统的设计中体现出来。
• 系统提供一个产品类的库，所有的产品以同样的接口出现，从而使客户端不依赖于具体实现。