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【java设计模式】之抽象工厂（Abstract Factory）模式

时间：2018-08-30 12:28:35

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1.女娲的失误

上一节学习了工厂模式，女娲运用了该模式成功创建了三个人种，可是问题来了，她发现没有性别……这失误也忒大了点吧……竟然没有性别，那岂不是……无奈，只好抹掉重来了，于是所有人都被消灭掉了，重新造人。

女娲开始分析了，既然要区别男女，那么生产人种的工厂（八卦炉）要重新改造了，因为一个设备要么全男性，要么全女性。所以只能将八卦炉拆开了，把原先的一个变两个，并且略加修改，变成女性八卦炉和男性八卦炉，这样就可以了。于是女娲开始准备生产了，她先画了个示意图如下：

这个图虽然有点大，但是不复杂，她将HumanFactory接口用两个新的接口继承，分别带有男性和女性特征；将原来具体的Human类也改成了抽象类，用两个具体的Human类去继承。下面我们看看女娲的实现：

先看Human接口和它的几个抽象类：

[java]view plaincopy//定义抽象人类接口publicinterfaceHuman{publicvoidgetColor();publicvoidtalk();publicvoidgetSex();//多了个性别}//定义抽象黄种人类publicabstractclassAbstractYellowHumanimplementsHuman{@OverridepublicvoidgetColor(){System.out.println("Yellowcolor");}@Overridepublicvoidtalk(){System.out.println("Yellowpeople");}}//抽象黑种人和白种人就不写了，跟抽象黄种人道理一样//略//黄种人男性类publicclassMaleYellowHumanextendsAbstractYellowHuman{@OverridepublicvoidgetSex(){System.out.println("Yellowman!");}}//黄种人女性类略以上省略了类似的代码，实现方式都一样，很简单，就不啰嗦了，到此为止，女娲把人种都定义好了，下面就是去定义八卦炉了： [java]view plaincopy//抽象工厂接口的定义publicinterfaceHumanFactory{publicHumancreateYellowHuman();publicHumancreateBlackHuman();publicHumancreateWhiteHuman();}//生产女性的八卦炉publicclassFemaleFactoryimplementsHumanFactory{@OverridepublicHumancreateYellowHuman(){returnnewFemaleBlackHuman();}@OverridepublicHumancreateBlackHuman(){returnnewFemaleBlackHuman();}@OverridepublicHumancreateWhiteHuman(){returnnewFemaleWhiteHuman();}}//生产男性的八卦炉publicclassMaleFactoryimplementsHumanFactory{@OverridepublicHumancreateYellowHuman(){returnnewMaleYellowHuman();}@OverridepublicHumancreateBlackHuman(){returnnewMaleBlackHuman();}@OverridepublicHumancreateWhiteHuman(){returnnewMaleWhiteHuman();}} 好了，现在人种有了，八卦炉也有了，女娲终于可以再次造人了！ [java]view plaincopypublicclassNvWa{publicstaticvoidmain(String[]args){HumanFactorymaleHumanFactory=newMaleFactory();//第一条生产线：男性生产线HumanFactoryfemaleHumanFactory=newFemaleFactory();//第二条生产线：女性生产线//生产线建立完毕，开始造人HumanmaleYellowHuman=maleHumanFactory.createYellowHuman();//造黄色男性HumanfemaleYellowHuman=femaleHumanFactory.createYellowHuman();//造黄色女性System.out.println("--生产一个黄色女性--");femaleYellowHuman.getColor();femaleYellowHuman.talk();femaleYellowHuman.getSex();System.out.println("--生产一个黄色男性--");maleYellowHuman.getColor();maleYellowHuman.talk();maleYellowHuman.getSex();/**……*/}} 到这里，抽象工厂模式的思路算是理清了，下面看看抽象工厂模式的定义。

2.抽象工厂模式的定义

抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）是一种比较常用的模式，其定义如下：

Provide an interface for creating families of related or dependent objects without specifying their concrete classes.即为创建一组相关或相互依赖的对象提供一个接口，而且无须指定它们的具体类。它的通用类图如下：

抽象工厂模式是工厂模式的升级版，在有多个业务品种、业务分类时，通过抽象工厂模式产生需要的对象是一种非常好的解决方式。我们来看看抽象工厂欧式的通用源代码，首先有两个互相影响的产品线（也叫产品族），例如汽车的左门和右门，这两个数量应该是相等的——两个对象之间的约束，每个型号的车门都是不一样的，这是产品等级结构约束的，我们先看看两个产品族的类图：

注意类图上的圈圈、框框相对应，两个抽象的产品类可以有关系，例如共同继承或实现一个抽象类或接口，其源代码如下：

[java]view plaincopypublicabstractclassAbstractProductA{//每个产品共有的方法publicvoidshareMethod(){}//每个产品相同的方法，不同的实现publicabstractvoiddoSomething();} 两个具体的产品实现类的代码如下： [java]view plaincopypublicclassproductA1extendsAbstractProductA{publicabstractvoiddoSomething(){System.out.println("产品A1的实现方法");}}publicclassproductA2extendsAbstractProductA{publicabstractvoiddoSomething(){System.out.println("产品A2的实现方法");}}

产品B与此类似，不再赘述。抽象工厂类AbstractCreator的职责是定义每个工厂要实现的功能，在通用代码中，抽象工厂类定义了两个产品族的产品创建，如下： [java]view plaincopypublicabstractclassAbstractCreator{//创建A产品家族publicabstractAbstracProductAcreateProductA();//创建B产品家族publicabstractAbstracProductBcreateProductB();//如果有N个产品族，这里就应该有N个创建方法} 如何创建一个产品呢？这是由具体的实现类来完成的，Creator1和Creator2代码如下： [java]view plaincopypublicclassCreator1extendsAbstractCreator{//只生产产品等级为1的A产品publicAbstracProductAcreateProductA(){returnnewProductA1();}//只生产产品等级为1的B产品publicAbstracProductBcreateProductB(){returnnewProductB1();}}publicclassCreator2extendsAbstractCreator{//只生产产品等级为1的A产品publicAbstracProductAcreateProductA(){returnnewProductA2();}//只生产产品等级为1的B产品publicAbstracProductBcreateProductB(){returnnewProductB2();}}

注：有M个产品等级就应该有M个实现工厂类，在每个实现工厂中，实现不同产品族的生产任务。

在具体的业务中就可以生产一个与实现无关的对象了，如：

[java]view plaincopypublicclassAbstractFactoryTest{publicstaticvoidmain(String[]args){AbstractCreatorcreator1=newCreator1();AbstractCreatorcreator2=newCreator2();AbstractProductAa1=creator1.createProductA();AbstractProductAa2=creator2.createProductA();AbstractProductBb1=creator1.createProductB();AbstractProductBb2=creator2.createProductB();//……}}

3.抽象工厂模式的优缺点

3.1 优点

1）封装性。每个产品的实现类不是高层模块要关心的，它要关心的是接口，是抽象，它不关心对象是如何创建出来的，这都由工厂类负责的，只要知道工厂类是谁，我就能创建一个需要的对象，省时省力。

2）产品族内的约束为非公开状态。例如生产男女比例的问题上，猜想女娲娘娘肯定有自己的打算，那么在抽象工厂模式中，这些约束都在工厂内里面实现的。

3.2 缺点

抽象工厂模式最大的缺点就是产品族扩展非常困难。如果我们要增加一个产品C，也就是说产品族由原来的A和B增加到3个，那么我们首先要在抽象类AbstractCreator中增加createProductC()方法，然后两个实现类都要修改……说到这里，已经知道了扩展的弊端了……

注意这里是产品族扩展比较困难，而不是产品等级扩展困难。产品等级扩展还是非常容易的，增加一个产品等级，只要增加一个工厂类负责新增加出来的产品生产任务即可。也就是说横向扩展容易，纵向扩展难。

抽象工厂模式就介绍这么多，如有错误之处，欢迎留言指正~

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