Java设计模式（工厂模式）——抽象工厂模式（完整详解，附有代码+案例）

5.4 抽象工厂模式

5.4.1 概述

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。

同族的不同等级的产品:通俗讲就是一个综合工厂里的不同商品种类

抽象工厂模式是工厂方法模式的升级版本，工厂方法模式只生产一个等级（即，同种的产品）的产品，而抽象工厂模式可生产多个等级（即，多种产品）的产品。

5.4.2 结构

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，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。

5.4.3 实现

现咖啡店业务发生改变，不仅要生产咖啡还要生产甜点，如提拉米苏、抹茶慕斯等，要是按照工厂方法模式，需要定义提拉米苏类、抹茶慕斯类、提拉米苏工厂、抹茶慕斯工厂、甜点工厂类，很容易发生类爆炸情况。其中拿铁咖啡、美式咖啡是一个产品等级，都是咖啡；提拉米苏、抹茶慕斯也是一个产品等级；拿铁咖啡和提拉米苏是同一产品族（也就是都属于意大利风味），美式咖啡和抹茶慕斯是同一产品族（也就是都属于美式风味）。所以这个案例可以使用抽象工厂模式实现。类图如下：

咖啡系列

// 抽象咖啡类
public abstract class Coffee {
    // 定义获取具体咖啡名字的规范
    public abstract String getName();

    // 咖啡加奶
    public  void addMilk(){
        System.out.println("加奶...");
    };
    // 咖啡加糖
    public void addSugar(){
        System.out.println("加糖...");
    };
}
========================================================
// 具体的 美式咖啡类  继承抽象咖啡类
public class AmericanCoffee extends Coffee{
    @Override
    public String getName() {
        return "美式咖啡";
    }
}
==========================================================
  // 具体的 拿铁咖啡类  继承抽象咖啡类
public class LatteCoffee extends Coffee{

    @Override
    public String getName() {
        return "拿铁咖啡";
    }
}

甜品系列

// 抽象甜品类
public abstract class Dessert {
    // 定义展示具体甜品的规范
    public abstract void show();
}
========================================================
  // 具体甜品--提拉米苏类 继承 抽象甜品类
public class Tiramisu extends Dessert{
    @Override
    public void show() {
        System.out.println("提拉米苏...");
    }
}
========================================================
  // 具体甜品--抹茶慕斯类  继承 抽象甜品类
public class MatchaMousse extends Dessert {
    @Override
    public void show() {
        System.out.println("抹茶慕斯...");
    }
}

工厂系列

 //抽象工厂

// 综合工厂 生产咖啡类  生产甜品类
public interface DessertFactory {

    // 生产咖啡
    public abstract Coffee createCoffee();

    // 生产甜品
    public abstract Dessert createDessert();

}
==========================================================
  //具体工厂
  
  // 意大利风味甜品工厂
  // 生产拿铁咖啡和提拉米苏甜品
public class ItalyDessertFactory implements DessertFactory{
    // 生产拿铁咖啡
    @Override
    public Coffee createCoffee() {
        return new LatteCoffee();
    }
    // 生产提拉米苏
    @Override
    public Dessert createDessert() {
        return new Tiramisu();
    }
}
=======================================================
  //具体工厂
  
  // 美式风味的甜品工厂
  // 生美式咖啡 和 抹茶慕斯
public class AmericanDessertFactory implements DessertFactory{
    // 生产美式咖啡
    @Override
    public Coffee createCoffee() {
        return new AmericanCoffee();
    }

    // 生产抹茶慕斯
    @Override
    public Dessert createDessert() {
        return new MatchaMousse();
    }
}

客户端测试

public class ClientTest {
    public static void main(String[] args) {
// 客户端测试类

        // 创建意大利风味甜品工厂对象
        // 该工厂生产拿铁咖啡 和提拉米苏
        ItalyDessertFactory factory = 
          new ItalyDessertFactory();

        // 获取拿铁咖啡
        Coffee coffee = factory.createCoffee();
        System.out.println(coffee.getName());//拿铁咖啡

        // 获取提拉米苏
        Dessert dessert = factory.createDessert();
        dessert.show();//提拉米苏...


        // 创建美式风味的甜品工厂对象
        //该工厂生产美式咖啡 和抹茶慕斯
        AmericanDessertFactory factory1 = 
          new AmericanDessertFactory();

        // 获取美式咖啡
        Coffee coffee1 = factory1.createCoffee();
        System.out.println(coffee1.getName());//美式咖啡

        // 获取抹茶慕斯
        Dessert dessert1 = factory1.createDessert();
        dessert1.show();//抹茶慕斯...

    }
}

如果要加同一个产品族的话，只需要再加一个对应的工厂类即可，不需要修改其他的类。

5.4.4 优缺点

优点：

当一个产品族中的多个对象被设计成一起工作时，它能保证客户端始终只使用同一个产品族中的对象。

缺点：

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。

5.4.5 使用场景

• 当需要创建的对象是一系列相互关联或相互依赖的产品族时，如电器工厂中的电视机、洗衣机、空调等。

• 系统中有多个产品族，但每次只使用其中的某一族产品。如有人只喜欢穿某一个品牌的衣服和鞋。

如：输入法换皮肤，一整套一起换。生成不同操作系统的程序。