图说设计模式笔记#2

抽象工厂模式

模式动机

• 在工厂方法模式中一个具体工厂对应一种具体产品，但有时候需要一个工厂对应多个产品对象，而抽象工厂模式就可以实现这种情况。为方便理解引入一下概念
  • 产品等级结构：即产品的继承结构，如一个抽象类是电视机，其子类有海尔电视机、海信电视机、TCL电视机
  • 产品族：产品族是指由同一个工厂生产的，位于不同产品等级结构中的一组产品，如海尔电器工厂生产的海尔电视机、海尔电冰箱
• 抽象工厂模式是所有形式的工厂模式中最为抽象和最具一般性的一种形态
• 与工厂方法模式最大的区别在于，一个工厂等级结构可以负责多个不同产品等级结构中的产品对象的创建。当一个工厂等级结构可以创建出属于不同产品等级结构的一个产品族中的所有对象时，抽象工厂模式比工厂方法模式更为简单、有效率

模式定义

抽象工厂模式：提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无须指定它们具体的类。抽象工厂模式又称为Kit模式，属于对象创建型模式。

模式结构

• AbstractFactory：抽象工厂
• ConcreteFactory：具体工厂
• AbstractProduct：抽象产品
• Product：具体产品

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代码实现

抽象工厂

public abstract class AbstractFactory {

    public abstract AbstractProductA createProductA();

    public abstract AbstractProductB createProductB();

}

具体工厂1

public class Factory1 extends AbstractFactory {
    @Override
    public AbstractProductA createProductA() {
        return new ProductA1();
    }

    @Override
    public AbstractProductB createProductB() {
        return new ProductB1();
    }
}

具体工厂2

public class Factory2 extends AbstractFactory {
    @Override
    public AbstractProductA createProductA() {
        return new ProductA2();
    }

    @Override
    public AbstractProductB createProductB() {
        return new ProductB2();
    }
}

测试

@Test
public void testAbstractFactory() {
    AbstractFactory factory1 = new Factory1();
    AbstractFactory factory2 = new Factory2();
    Assert.assertEquals(factory1.createProductA().getClass().getName(), ProductA1.class.getName());
    Assert.assertEquals(factory1.createProductB().getClass().getName(), ProductB1.class.getName());
    Assert.assertEquals(factory2.createProductA().getClass().getName(), ProductA2.class.getName());
    Assert.assertEquals(factory2.createProductB().getClass().getName(), ProductB2.class.getName());
}

优缺点

• 优点
  • 应用抽象工厂模式可以实现高内聚低耦合的设计目的
  • 当一个产品族中的多个对象被设计成一起工厂时，它能够保证客户端始终只使用同一个产品族的对象
  • 增加新的具体工厂和产品族很方便，无需修改已有系统，符合开闭原则
• 缺点
  • 难以扩展抽象工厂来生产新种类产品，对抽象接口进行修改会涉及到对所有子类工厂的修改，十分不便
  • 开闭原则的倾斜性（增加新的工厂和产品族容易，增加新的产品等级结构麻烦）

适用环境

• 一个系统不应当依赖于产品类实例如何被创建、组合和表达的细节
• 系统中有多于一个的产品族，而每次只使用其中某一产品族
• 属于同一个产品族的产品将在一起使用，这一约束必须在系统的设计中体现出来
• 系统提供一个产品类的库，所有的产品以同样的接口出现，从而使客户端不依赖于具体实现

模式拓展

• 开闭原则的倾斜性
  • 要求系统对扩展开放，对修改封闭，通过扩展达到增强其功能的目的
    • 增加产品族：工厂模式可以很好的支持开闭原则，只需要增加一个新的具体工厂即可
    • 增加产品等级结构：需要修改抽象工厂并修改所有具体工厂，不能很好地支持开闭原则
  • 抽象工厂模式的这种性质称为“开闭原则”的倾斜性，抽象工厂模式以一种倾斜的方式支持增加新的产品，它为新产品族的增加提供方便，但不能为新的产品等级结构的增加提供这样的方便
• 工厂模式的退化
  • 当抽象工厂模式中每一个具体工厂类只创建一个产品对象，即只存在一个产品等级结构时，抽象工厂模式退化为工厂方法模式