设计模式--抽象工厂模式【 Abstract Factory Pattern】

声明：本文从网络书籍整理而来，并非原创。

上一次工厂方法模式讲到女娲造人，人是造出来了，世界热闹了，可是低头一看，都是清一色的类型，缺少关爱、仇恨、喜怒哀乐等情绪，人类的生命太平淡了，女娲一想，猛然一拍脑袋，Shit！忘记给人类定义性别了，那怎么办？抹掉重来，然后就把人类重新洗牌，准备重新开始制造人类。

由于先前的工作已经花费了很大的精力做为铺垫，也不想从头开始了，那先说人类（Product 产品类）怎么改吧，好，有了，给每个人类都加一个性别，然后再重新制造，这个问题解决了，那八卦炉怎么办？只有一个呀，要么生产出全都是男性，要不都是女性，那不行呀，有了，把已经有了一条生产线——八卦炉（工厂模式中的 Concrete Factory）拆开，于是女娲就使用了“八卦拷贝术”，把原先的八卦炉一个变两个，并且略加修改，就成了女性八卦炉（只生产女性，一个具体工厂的实现类）和男性八卦炉（只生产男性，又一个具体工厂的实现类），这个过程的类图如下：

先看人类（也就是产品）的类图：

这个类图也比较简单，Java 的典型类图，一个接口，几个抽象类，然后是几个实现类，没啥多说的，其中三个抽象类在抽象工厂模式中是叫做产品等级，六个实现类是叫做产品族，这个也比较好理解，实现类嘛是真实的产品，一个叫产品，多了就叫产品族，然后再看工厂类：

其中抽象工厂只实现了一个 createHuman 的方法，目的是简化实现类的代码工作量，这个在讲代码的时候会说。这里还使用了 Jdk 1.5 的一个新特性 Enum 类型，其实这个完全可以类的静态变量来实现，但我想既然是学习就应该学有所获得，即使你对这个模式非常了解，也可能没用过 Enum 类型，也算是一个不同的知识点吧。

我们来看程序实现：

public interface Ihuman {
    public abstract void laugh();
    public abstract void cry();
    public abstract void talk();
    public abstract void sex();
}

人类的接口定义好，然后根据接口创建三个抽象类，也就是三个产品等级， 实现 laugh()、 cry()、talk()三个方法，以 YellowHuman 为例：

public abstract class YellowHuman implements Ihuman {
    public void laugh() {
        System.out.println("黄色人类会大笑，幸福呀！");
    }

    public void cry() {
        System.out.println("黄色人类会哭");
    }

    public void talk() {
        System.out.println("黄色人类会说话，一般说的都是双字节");
    }

}

其他的两个抽象类WhiteHuman 和 BlackHuman 与此类似的事项方法，不再通篇拷贝代码。

其实，你说抽象类放这里有什么意义吗？就是不允许你 new 出来一个抽象的对象呗，使用非抽象类完全就可以代替，呵呵，杀猪杀尾巴，各有各的杀法，不过既然进了 Java 这个门就要遵守 Java 这个规矩，我们看实现类：

男性黄种人的实现类：

public class MaleYellowHuman extends YellowHuman {
    public void sex() {
        System.out.println("该黄种人的性别为男....");
    }
}

女性黄种人的实现类：

public class FemaleYellowHuman extends YellowHuman {
    public void sex() {
        System.out.println("该黄种人的性别为女....");
    }
}

其他的四个实现类 与此类似的事项方法，不再通篇拷贝代码。

抽象工厂模式下的产品等级和产品族都已经完成，也就是人类以及产生出的人类是什么样子的都已经定义好了，下一步就等着工厂开工创建了，那我们来看工厂类。

在看工厂类之前我们先看那个枚举类型，这个是很有意思的：

public class HumanEnum {

    //把世界上所有人类型都定义出来
    MaleYelloHuman("com.cbf4life.yellowHuman.MaleYelloHuman"),
    MaleWhiteHuman("com.cbf4life.whiteHuman.MaleWhiteHuman"),
    MaleBlackHuman("com.cbf4life.blackHuman.MaleBlackHuman");
    FemaleYelloHuman("com.cbf4life.yellowHuman.FemaleYelloHuman"),
    FemaleWhiteHuman("com.cbf4life.whiteHuman.FemaleWhiteHuman"),
    FemaleBlackHuman("com.cbf4life.blackHuman.FemaleBlackHuman"),

    private String value = "";

    //定义构造函数，目的是Data(value)类型的相匹配
    private HumanEnum(String value){
        this.value = value;
    }

    public String getValue(){
        return this.value;
    }
}

Enum 类型作为一个参数传递到一个方法中时，在 Junit 进行单元测试的时候，不用判断输入参数是否为空、长度为 0 的边界异常条件，如果方法传入的参数不是 Enum 类型的话，根本就传递不进来，你说定义一个类，定义一堆的静态变量，这也可以呀，这个不和你抬杠，上面的代码我解释一下，构造函数没啥好说的，然后是 getValue()方法，就是获得枚举类型中一个元素的值，枚举类型中的元素也是有名称和值的，这个和 HashMap 有点类似。

然后，我们看我们的工厂类，先看接口：

public interface IHumanFactory {
    public abstract IHuman createYellowHuman();
    public abstract IHuman createWhiteHuman();
    public abstract IHuman createBlackHuman();
}

然后看抽象类：

public class AbstractHumanFactory implements IHumanFactory {

    protected IHuman createHuman(HumanEnum humanEnum) {

        Human human = null;
        //如果传递进来不是一个Enum中具体的一个Element的话，则不处理
        if (!humanEnum.getValue().equals("")) {
            try {
                //直接产生一个实例
                human = (Human)Class.forName(humanEnum.getValue()).newInstance();
            } catch (Exception e) {
                //因为使用了enum，这个种异常情况不会产生了，除非你的enum有问题；
                e.printStackTrace();
            }
        }

        return human;
    }

}

看到没，这就是引入 enum 的好处，createHuman(HumanEnum humanEnum)这个方法定义了输入参数必须是 HumanEnum 类型，然后直接使用 humanEnum.getValue()方法就能获得具体传递进来的值，这个不多说了，大家自己看程序领会，没多大难度，这个抽象类的目的就是减少下边实现类的代码量，我们看实现类：

男性工厂，只创建男性：

public class MaleHumanFactory extends AbstractHumanFactory {
    public IHuman createYellowHuman() {
        return super.createHuman(HumanEnum.MaleYellowHuman);
    }

    public IHuman createWhiteHuman() {
        return super.createHuman(HumanEnum.MaleWhiteHuman);
    }

    public IHuman createBlackHuman() {
        return super.createHuman(HumanEnum.MaleBlackHuman);
    }

}

女性工厂，只创建女性：

public class FemaleHumanFactory extends AbstractHumanFactory {
    public IHuman createYellowHuman() {
        return super.createHuman(HumanEnum.FemaleYellowHuman);
    }

    public IHuman createWhiteHuman() {
        return super.createHuman(HumanEnum.FemaleWhiteHuman);
    }

    public IHuman createBlackHuman() {
        return super.createHuman(HumanEnum.FemaleBlackHuman);
    }

}

产品定义好了，工厂也定义好了，万事俱备只欠东风，那咱就开始造吧，哦，不对，女娲开始造人了：

public class NvWa {
    public void main(Object string[] args) {
        //第一条生产线，男性生产线
        HumanFactory maleHumanFactory = new MaleHumanFactory();
        //第二条生产线，女性生产线
        HumanFactory femaleHumanFactory = new FemaleHumanFactory();
        //生产线建立完毕，开始生产人了:
        Human maleYellowHuman = maleHumanFactory.createYellowHuman();
        Human femaleYellowHuman = femaleHumanFactory.createYellowHuman();
        maleYellowHuman.cry();
        maleYellowHuman.laugh();
        femaleYellowHuman.sex();
        /** * ..... * 后面你可以续了 */
    }
}

两个八卦炉，一个造女的，一个造男的，开足马力，一直造到这个世界到现在这个模式为止。

抽象工厂模式讲完了，那我们再思考一些问题：工厂模式有哪些优缺点？先说优点，我这人一般先看人优点，非常重要的有点就是，工厂模式符合 OCP 原则，也就是开闭原则，怎么说呢，比如就性别的问题，这个世界上还存在双性人，是男也是女的人，那这个就是要在我们的产品族中增加一类产品，同时再增加一个工厂就可以解决这个问题，不需要我再来实现了吧，很简单的大家自己画下类图，然后实现下。

那还有没有其他好处呢？抽象工厂模式，还有一个非常大的有点，高内聚，低耦合，在一个较大的项目组，产品是由一批人定义开发的，但是提供其他成员访问的时候，只有工厂方法和产品的接口，也就是说只需要提供 Product Interface 和 Concrete Factory 就可以产生自己需要的对象和方法，Java 的高内聚低耦合的特性表现的一览无遗，哈哈。