抽象工廠模式（Abstract Factory）- 最易懂的設計模式解析
前言
在上文提到的 最易懂的設計模式系列解析：工廠方法模式 ，發現工廠方法模式存在一個嚴重的問題：
- 一個具體工廠只能建立一類產品
而在實際過程中，一個工廠往往需要生產多類產品。為了解決上述的問題，我們又使用了一種新的設計模式：抽象工廠模式。
目錄
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1. 介紹
1.1 定義
抽象工廠模式，即Abstract Factory Pattern，提供一個建立一系列相關或相互依賴物件的介面，而無須指定它們具體的類；具體的工廠負責實現具體的產品例項。
抽象工廠模式與工廠方法模式最大的區別：抽象工廠中每個工廠可以建立多種類的產品；而工廠方法每個工廠只能建立一類
1.2 主要作用
允許使用抽象的介面來建立一組相關產品，而不需要知道或關心實際生產出的具體產品是什麼，這樣就可以從具體產品中被解耦。
1.3 解決的問題
每個工廠只能建立一類產品
即工廠方法模式的缺點
2. 模式原理
2.1 UML類圖
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2.2 模式組成
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2.3 使用步驟
步驟1： 建立抽象工廠類，定義具體工廠的公共介面；
步驟2： 建立抽象產品族類 ，定義抽象產品的公共介面；
步驟3： 建立抽象產品類 （繼承抽象產品族類），定義具體產品的公共介面；
步驟4： 建立具體產品類（繼承抽象產品類） & 定義生產的具體產品；
步驟5：建立具體工廠類（繼承抽象工廠類），定義建立對應具體產品例項的方法；
步驟6：客戶端通過例項化具體的工廠類，並呼叫其建立不同目標產品的方法建立不同具體產品類的例項
3. 例項講解
接下來我用一個例項來對抽象工廠模式進行更深一步的介紹。
3.1 例項概況
·背景：小成有兩間塑料加工廠（A廠僅生產容器類產品；B廠僅生產模具類產品）；隨著客戶需求的變化，A廠所在地的客戶需要也模具類產品，B廠所在地的客戶也需要容器類產品；
·衝突：沒有資源（資金+租位）在當地分別開設多一家注塑分廠
·解決方案：在原有的兩家塑料廠裡增設生產需求的功能，即A廠能生產容器+模具產品；B廠間能生產模具+容器產品。
即抽象工廠模式
3.2 使用步驟
步驟1： 建立抽象工廠類，定義具體工廠的公共介面
abstract class Factory{
public abstract Product ManufactureContainer();
public abstract Product ManufactureMould();
}
步驟2： 建立抽象產品族類 ，定義具體產品的公共介面；
abstract class AbstractProduct{
public abstract void Show();
}
步驟3： 建立抽象產品類 ，定義具體產品的公共介面；
//容器產品抽象類
abstract class ContainerProduct extends AbstractProduct{
@Override
public abstract void Show();
}
//模具產品抽象類
abstract class MouldProduct extends AbstractProduct{
@Override
public abstract void Show();
}
步驟4： 建立具體產品類（繼承抽象產品類）， 定義生產的具體產品；
//容器產品A類
class ContainerProductA extends ContainerProduct{
@Override
public void Show() {
System.out.println("生產出了容器產品A");
}
}
//容器產品B類
class ContainerProductB extends ContainerProduct{
@Override
public void Show() {
System.out.println("生產出了容器產品B");
}
}
//模具產品A類
class MouldProductA extends MouldProduct{
@Override
public void Show() {
System.out.println("生產出了模具產品A");
}
}
//模具產品B類
class MouldProductB extends MouldProduct{
@Override
public void Show() {
System.out.println("生產出了模具產品B");
}
}
步驟5：建立具體工廠類（繼承抽象工廠類），定義建立對應具體產品例項的方法；
//A廠 - 生產模具+容器產品
class FactoryA extends Factory{
@Override
public Product ManufactureContainer() {
return new ContainerProductA();
}
@Override
public Product ManufactureMould() {
return new MouldProductA();
}
}
//B廠 - 生產模具+容器產品
class FactoryB extends Factory{
@Override
public Product ManufactureContainer() {
return new ContainerProductB();
}
@Override
public Product ManufactureMould() {
return new MouldProductB();
}
}
步驟6：客戶端通過例項化具體的工廠類，並呼叫其建立不同目標產品的方法建立不同具體產品類的例項
//生產工作流程
public class AbstractFactoryPattern {
public static void main(String[] args){
FactoryA mFactoryA = new FactoryA();
FactoryB mFactoryB = new FactoryB();
//A廠當地客戶需要容器產品A
mFactoryA.ManufactureContainer().Show();
//A廠當地客戶需要模具產品A
mFactoryA.ManufactureMould().Show();
//B廠當地客戶需要容器產品B
mFactoryB.ManufactureContainer().Show();
//B廠當地客戶需要模具產品B
mFactoryB.ManufactureMould().Show();
}
}
結果：
生產出了容器產品A 生產出了容器產品B 生產出了模具產品A 生產出了模具產品B
4. 優點
降低耦合
抽象工廠模式將具體產品的建立延遲到具體工廠的子類中，這樣將物件的建立封裝起來，可以減少客戶端與具體產品類之間的依賴，從而使系統耦合度低，這樣更有利於後期的維護和擴充套件；
更符合開-閉原則
新增一種產品類時，只需要增加相應的具體產品類和相應的工廠子類即可
簡單工廠模式需要修改工廠類的判斷邏輯
符合單一職責原則
每個具體工廠類只負責建立對應的產品
簡單工廠中的工廠類存在複雜的switch邏輯判斷
不使用靜態工廠方法，可以形成基於繼承的等級結構。
簡單工廠模式的工廠類使用靜態工廠方法
5. 缺點
抽象工廠模式很難支援新種類產品的變化。
這是因為抽象工廠介面中已經確定了可以被建立的產品集合，如果需要新增新產品，此時就必須去修改抽象工廠的介面，這樣就涉及到抽象工廠類的以及所有子類的改變，這樣也就違背了“開發——封閉”原則。
對於新的產品族符合開-閉原則；對於新的產品種類不符合開-閉原則，這一特性稱為開-閉原則的傾斜性。
6. 應用場景
在瞭解了優缺點後，我總結了工廠方法模式的應用場景：
- 一個系統不要求依賴產品類例項如何被建立、組合和表達的表達，這點也是所有工廠模式應用的前提。
- 這個系統有多個系列產品，而系統中只消費其中某一系列產品
- 系統要求提供一個產品類的庫，所有產品以同樣的接口出現，客戶端不需要依賴具體實現。