JAVA抽象工厂模式详解

抽象工厂模式

1 抽象工厂模式介绍

抽象工厂模式比工厂方法模式的抽象程度更高. 在工厂方法模式中每一个具体工厂只需要生产一种具体产品,但是在抽象工厂模式中一个具体工厂可以生产一组相关的具体产品,这样一组产品被称为产品族.产品族中的每一个产品都分属于某一个产品继承等级结构.

1.1 产品等级结构与产品族

为了更好的理解抽象工厂, 我们这里先引入两个概念:

• 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。

• 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。

在上图中,每一个具体工厂可以生产属于一个产品族的所有产品,例如海尔工厂生产海尔电视机、海尔空调和海尔冰箱,所生产的产品又位于不同的产品等级结构中. 如果使用工厂方法模式,上图所示的结构需要提供9个具体工厂,而使用抽象工厂模式只需要提供3个具体工厂,极大减少了系统中类的个数.

1.2 抽象工厂模式概述

抽象工厂模式(Abstract Factory Pattern) 原始定义：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。

抽象工厂模式为创建一组对象提供了解决方案.与工厂方法模式相比,抽象工厂模式中的具体工厂不只是创建一种产品,而是负责创建一个产品族.如下图:

2 抽象工厂模式原理

在抽象工厂模式中,每一个具体工厂都提供了多个工厂方法,用于产生多种不同类型的产品.这些产品构成了一个产品族.

抽象工厂模式的主要角色如下：

• 抽象工厂（Abstract Factory）：它声明了一种用于创建一族产品的方法,每一个方法对应一种产品.
• 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。

3 抽象工厂模式实现

抽象工厂

/**
 * 抽象工厂: 在一个抽象工厂中可以声明多个工厂方法,用于创建不同类型的产品
 **/
public interface AppliancesFactory {

    AbstractTV createTV();

    AbstractFreezer createFreezer();
}

具体工厂: 每一个具体工厂方法,可以返回一个特定的产品对象,而同一个具体工厂所创建的产品对象构成了一个产品族.

public class HairFactory implements AppliancesFactory {

    @Override
    public AbstractTV createTV() {
        return new HairTV();
    }

    @Override
    public AbstractFreezer createFreezer() {
        return new HairFreezer();
    }
}

public class HisenseFactory implements AppliancesFactory {

    @Override
    public AbstractTV createTV() {
        return new HisenseTV();
    }

    @Override
    public AbstractFreezer createFreezer() {
        return new HisenseFreezer();
    }
}

抽象产品

public interface AbstractFreezer {}
public interface AbstractTV {}

具体产品

public class HairFreezer implements AbstractFreezer {}
public class HisenseFreezer implements AbstractFreezer {}
public class HairTV implements AbstractTV {}
public class HisenseTV implements AbstractTV {}

客户端

public class Client {

    private AbstractTV tv;

    private AbstractFreezer freezer;

    public Client(AppliancesFactory factory){

        //在客户端看来就是使用抽象工厂来生产家电
        this.tv = factory.createTV();
        this.freezer = factory.createFreezer();
    }

    public AbstractTV getTv() {
        return tv;
    }

    public void setTv(AbstractTV tv) {
        this.tv = tv;
    }

    public AbstractFreezer getFreezer() {
        return freezer;
    }

    public void setFreezer(AbstractFreezer freezer) {
        this.freezer = freezer;
    }

    public static void main(String[] args) {

        Client client = new Client(new HisenseFactory());
        AbstractTV tv = client.getTv();
        System.out.println(tv);

        AbstractFreezer freezer = client.getFreezer();
        System.out.println(freezer);
    }
}

4 抽象工厂模式总结

从上面代码实现中我们可以看出，抽象工厂模式向使用（客户）方隐藏了下列变化：

• 程序所支持的实例集合（具体工厂）的数目；
• 当前是使用的实例集合中的哪一个实例；
• 在任意给定时刻被实例化的具体类型；

所以说，在理解抽象工厂模式原理时，你一定要牢牢记住“如何找到某一个类产品的正确共性功能”这个重点。

抽象工厂模式优点

1. 对于不同产品系列有比较多共性特征时，可以使用抽象工厂模式，有助于提升组件的复用性.

2. 当需要提升代码的扩展性并降低维护成本时，把对象的创建和使用过程分开，能有效地将代码统一到一个级别上

3. 解决跨平台带来的兼容性问题

抽象工厂模式缺点

增加新的产品等级结构麻烦,需要对原有结构进行较大的修改,甚至需要修改抽象层代码,这显然会带来较大不变,违背了开闭原则.