Java设计模式-创建型设计模式-抽象工厂模式

Java设计模式-创建型设计模式-抽象工厂模式

从这一专栏开始将学习设计模式，上课学习和自己总结归纳的笔记将总结出来供大家参考。
参考书籍：《设计模式就该这样学》

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一、创建型设计模式

创建型模式对类的实例化过程进行了抽象，能够将软件模块中对象的创建和对象的使用分离，对客户端代码需要调用对象的时候隐藏了类的实例化的创建细节。

其中包括：简单工厂模式（不在GoF23种设计模式中）、工厂方法模式、抽象工厂模式、建造者模式、原型模式、单例模式。

二、抽象工厂模式

1.抽象工厂模式定义

抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）是围绕一个超级工厂创建其他工厂，该超级工厂又称为其他工厂的工厂，在抽象工厂模式中，接口是负责创建一个相关对象的工厂，不需要显式指定它们的类。每个生成的工厂都能按照工厂模式提供对象。

在GoF23种设计模式中属于创建型设计模式：

其中包括：简单工厂模式（不在GoF23种设计模式中）、工厂方法模式、抽象工厂模式、建造者模式、原型模式、单例模式。

2.产品等级结构和产品族

(1) 产品等级结构：产品等级结构即产品的继承结构，如一个抽象类是电视机，其子类有海尔电视机、海信电视机、TCL 电视机，则抽象电视机与具体品牌的电视机之间构成了一个产品等级结构，抽象电视机是父类，而具体品牌的电视机是其子类。

(2) 产品族：在抽象工厂模式中，产品族是指由同一个工厂生产的，位于不同产品等级结构中的一组产品，如海尔电器工厂生产的海尔电视机、海尔电冰箱，海尔电视机位于电视机产品等级结构中，海尔电冰箱位于电冰箱产品等级结构中，海尔电视机、海尔电冰箱构成了一个产品族。

3.抽象工厂模式的角色

同工厂方法模式一样，抽象工厂模式也是这四个角色

抽象工厂（Abstract Factory）：提供了创建产品的接口，它包含多个创建产品的方法 newProduct()，可以创建多个不同等级的产品。
具体工厂（Concrete Factory）：主要是实现抽象工厂中的多个抽象方法，完成具体产品的创建。
抽象产品（Product）：定义了产品的规范，描述了产品的主要特性和功能，抽象工厂模式有多个抽象产品。
具体产品（ConcreteProduct）：实现了抽象产品角色所定义的接口，由具体工厂来创建，它同具体工厂之间是多对一的关系。

4.抽象工厂模式的特点

优点：

抽象工厂模式除了具有工厂方法模式的优点外，最主要的优点就是可以在类的内部对产品族进行约束。所谓的产品族，一般或多或少的都存在一定的关联，抽象工厂模式就可以在类内部对产品族的关联关系进行定义和描述，而不必专门引入一个新的类来进行管理。

缺点：

产品族的扩展将是一件十分费力的事情，假如产品族中需要增加一个新的产品，则几乎所有的工厂类都需要进行修改。所以使用抽象工厂模式时，对产品等级结构的划分是非常重要的。

无论是简单工厂模式，工厂方法模式，还是抽象工厂模式，他们都属于工厂模式，在形式和特点上也是极为相似的，他们的最终目的都是为了解耦。在使用时，我们不必去在意这个模式到底工厂方法模式还是抽象工厂模式，因为他们之间的演变常常是令人琢磨不透的。经常你会发现，明明使用的工厂方法模式，当新需求来临，稍加修改，加入了一个新方法后，由于类中的产品构成了不同等级结构中的产品族，它就变成抽象工厂模式了；而对于抽象工厂模式，当减少一个方法使的提供的产品不再构成产品族之后，它就演变成了工厂方法模式。所以，在使用工厂模式时，只需要关心降低耦合度的目的是否达到了。

5.抽象工厂模式的类图

6.抽象工厂模式的代码实现

6.1案例

抽象产品：按钮、文本框、组合框

具体产品：浅绿色的按钮、绿色边框的文本框、绿色边框的组合框、浅蓝色的按钮、蓝色边框的文本框、蓝色边框的组合框

抽象工厂：皮肤工厂

具体工厂：Spring风格工厂、Summer风格工厂

类图如下：

6.2具体代码实现

1.抽象产品（Button）接口和具体产品类（SpringButton、SummerButton）

public interface Button {
    void display();
}

public class SpringButton implements Button {
    @Override
    public void display() {
        System.out.println("浅绿色的按钮");
    }
}

public class SummerButton implements Button {
    @Override
    public void display() {
        System.out.println("浅蓝色的按钮");
    }
}

2.抽象产品（TextField）接口和具体产品类（SpringTextField、SummerTextField）

public interface TextField {
    void display();
}

public class SpringTextField implements TextField{
    public void display(){
        System.out.println("显示绿色边框文本框");
    }
}

public class SummerTextField implements TextField{
    public void display(){
        System.out.println("显示蓝色边框文本框");
    }
}

3.抽象产品（ComboBox）接口和具体产品类（SpringComboBox、SummerComboBox）

public interface ComboBox{
  void display();
}		

public class SpringComboBox implements ComboBox{
    public void display(){
        System.out.println("显示绿色边框组合框");
    }
}

public class SummerComboBox implements  ComboBox {
    @Override
    public void display() {
        System.out.println("显示蓝色边框组合框");
    }
}

4.抽象工厂（SkinFactory）接口和具体工厂类（SpringSkinFactory、SummerSkinFactory）

public interface SkinFactory {
    Button createButton();
    TextField createTextField();
    ComboBox createComboBox();
}

public class SpringSkinFactory implements SkinFactory{
    public Button createButton(){
        return new SpringButton();
    }
    public TextField createTextField(){
        return new SpringTextField();
    }
    public ComboBox createComboBox(){
        return new SpringComboBox();
    }
}

public class SummerSkinFactory implements SkinFactory{
    public Button createButton(){
        return new SummerButton();
    }
    public TextField createTextField(){
        return new SummerTextField();
    }
    public ComboBox createComboBox(){
        return new SummerComboBox();
    }
}

5.配置文件SkinProperties.properties，在配置文件中存储了具体工厂类的类名。

FactoryClassName=com.abstractfactory.skinfactory.SpringSkinFactory

6.ConfigUtils（读取配置文件工具类）

public class ConfigUtils {
    /**
     * 从properties文件中创建Bean对象
     * @param fileName properties文件名
     * @param key 包含的Bean对象的类名的配置项
     * @return Bean实例
     */
    public static <T>T getBeanFromProp(String fileName,String key) {
        try {
            Properties pros = new Properties();
            InputStream is =ConfigUtils.class.getClassLoader().getResourceAsStream(fileName);
            //加载配置文件
            pros.load(is);
            //通过反射创建Bean实例
            Class clazz = Class.forName(pros.getProperty(key));
            T bean=(T)clazz.newInstance();
            return bean;

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

}

7.Client（客户端测试类）

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        SkinFactory skinFactory = ConfigUtils.getBeanFromProp("SkinProperties.properties", "FactoryClassName");
        Button button = skinFactory.createButton();
        ComboBox comboBox = skinFactory.createComboBox();
        TextField textField = skinFactory.createTextField();
        button.display();
        comboBox.display();
        textField.display();
    }
}

8.测试结果