抽象工厂模式

前面介绍的工厂方法模式中考虑的是一类产品的生产，如电视机厂只生产电视，空调厂只生产空调。同种类称为同等级，也就是说，工厂方法模式只生产同等级的产品，但是现实生活中许多工厂都是综合型的工厂，能生产多等级（种类）的产品。如海尔、TCL等品牌既能生产电视机，也能生产空调。
抽象工厂模式即是考虑多等级产品的生产，将同一个具体工厂所生产的位于不同等级的一组产品称为一个产品族，海尔的电视机和海尔的空调属于一个产品族，海尔的空调和TCL的空调属于一个产品等级。

电器工厂的产品等级与产品族

模式的定义与特点

抽象工厂（Abstract Factory）模式的定义：是一种为访问类提供一个创建一组相关或相互依赖对象的接口，且访问类无须指定所要产品的具体类就能得到同族的不同等级的产品的模式结构。

抽象工厂模式是工厂模式的升级版本，工厂方法模式只生产一个等级的产品，而抽象工厂模式可以生产多个等级的产品。

使用抽象工厂模式一般要满足以下条件。

• 系统中有多个产品族，每个具体工厂创建同一族但属于不同等级结构的产品。
• 系统一次只可能消费其中某一族产品，即同族的产品一起使用。

抽象工厂模式除了具有工厂方法模式的优点外，其他主要优点如下。

• 可以在类的内部对产品族中相关联的多等级产品共同管理，而不必专门引入多个新的类来进行管理。
• 当需要产品族时，抽象工厂可以保证客户端始终只使用同一个产品的产品组。
• 抽象工厂增强了程序的可扩展性，当增加一个新的产品族时，不需要修改原代码，满足开闭原则。

其缺点是：当产品族中需要增加一个新的产品时，所有的工厂类都需要进行修改。增加了系统的抽象性和理解难度。

模式的结构与实现

抽象工厂模式同工厂方法模式一样，也是由抽象工厂、具体工厂、抽象产品和具体产品等 4 个要素构成，但抽象工厂中方法个数不同，抽象产品的个数也不同。现在我们来分析其基本结构和实现方法。抽象工厂模式的主要角色如下：

• 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。如下CourseFactory
• 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。如下JavaCourseFactory、PythonCourseFactory
• 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。如下Video、Article
• 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。如下JavaVideo、JavaArticle，PythonVideo、PythonArticle

如课程包含视频和手记，现有Java课程和Python课程，用抽象工厂模式实现如下：

抽象工厂模式的结构图

抽象工厂模式的结构图

代码：

public abstract class Video {
    public abstract void produce();
}
 
public abstract class Article {
  public abstract void produce();
}

public class JavaVideo extends Video {
  @Override
  public void produce() {
    System.out.println("录制java课程视频");
  }
}

public class JavaArticale extends Article {
  @Override
  public void produce() {
    System.out.println("编写java课程手记");
  }
}

public class PythonVideo extends Video {
  @Override
  public void produce() {
    System.out.println("录制python课程视频");
  }
}

public class PythonArticle extends Article {
  @Override
  public void produce() {
    System.out.println("编写python课程手记");
  }
}

public interface CourseFactory {
  Video getVideo();
  Article getArticle();
}

public class JavaCourseFactory implements CourseFactory {
  @Override
  public Video getVideo() {
    return new JavaVideo();
  }

  @Override
  public Article getArticle() {
    return new JavaArticale();
  }
}

public class PythonCourseFactory implements CourseFactory {
  @Override
  public Video getVideo() {
    return new PythonVideo();
  }

  @Override
  public Article getArticle() {
    return new PythonArticle();
  }
}

public class Main {

  public static void main(String[] args) {
    CourseFactory courseFactory = new JavaCourseFactory();
    Article article = courseFactory.getArticle();
    Video video = courseFactory.getVideo();
    article.produce();
    video.produce();
  }
}