设计模式之抽象工厂模式

Posted 2020-09-09

为创建一组相关或相互依赖的对象提供一个接口，而且无需指定它们的具体类。

　　工厂模式属于创建型设计模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。

　　抽象工厂模式是工厂方法模式的升级版，是所有形态的工厂模式中最为抽象和最具一般性的一种形态。

　　定义：为创建一组相关或相互依赖的对象提供一个接口，而且无需指定它们的具体类。

　　问题描述：使用工厂方法模式，产品类和工厂类一一对应，当种类过多的时候，将不利于系统的维护。

　　解决方案：使用一个抽象工厂来定义一个产品族，前提是这些产品必须存在相关或者相互依赖的关系。

　　结构图：

　　说明：

　　（1）抽象产品类（IProduct）：抽象工厂模式中至少包含一个抽象产品类，每个抽象产品类派生出一个产品结构，定义了该产品结构中所有派生类的公开方法，方便于该产品的扩展；

　　（2）具体产品类：实现其对应的抽象产品类定义的方法；

　　（3）抽象工厂类（IFactory）：声明了一组用于创建一个产品族的方法；

　　（4）具体工厂类：每个具体工厂类不再仅仅创建一个产品，而是由抽象工厂类定义的创建多个产品。

　　每一个模式都是针对一定问题的解决方案。工厂方法模式针对的是一个产品等级结构，而抽象工厂模式针对的是多个产品等级结构。

 

　　举个栗子：我喜欢养狗和猫，我养了两条狗，唤做黑黑和白白，还养了两只猫，唤做喵喵和呜呜，狗爱吃骨头，猫爱吃鱼。

　　根据抽象工厂模式的思想，我们这样来实现功能：

　　1. 两个抽象产品类：IDog和ICat，均定义两个方法introduce()和eatFood()。代码如下：

         

         

　　2. 具体产品类BlackDog和WhiteDog实现接口IDog。代码如下：

         

         

　　3. 具体产品类BlackCat和WhiteCat实现接口ICat。代码如下：

         

         

　　4. 一个抽象工厂类：AnimalFactory，声明一组用于创建一个产品族的方法（keepDog()和keepCat()），白狗和白猫、黑狗和黑猫。代码如下：

         

　　5. 两个具体工厂类：WhiteAnimalFactory()和BlackAnimalFactory()，前者负责生产白狗和白猫，后者负责生产黑狗和黑猫。代码如下：

          

         

　　6. 在类AbstractFactoryFragment中分别使用不同的工厂类生产出不同的多个产品对象，实现功能。代码如下：

         

　　7. 运行后的效果，如图所示：

         

　　综上所述，工厂方法可以看作是特殊情况下的抽象工厂，即只包含一个产品结构，每个产品族只有一个产品。抽象工厂模式也符合开闭原则，新增一个产品族时，仅需要增加具体的产品族和具体的工厂类。如果需要更改产品结构，那么就要去修改所有的工厂类，对扩展造成一定的难度。

 

　　优点：

　　（1）隔离了具体的类，并隐藏了一个产品族中产品的关联关系。如果要更改产品族，只要更换到对应的具体工厂上即可；

　　（2）有利于产品的一致性；

　　（3）新增一个产品族，无需更改原有的代码，符合开闭原则。

　　缺点：产品结构无法扩展，一旦扩展需要对原有的代码进行较大的修改，甚至需要修改抽象层代码。

 

　　使用场景：

　　（1）产品类型较多，但它们之间存在相关或互相依赖的关系，可以形成产品族类，且使用者不需要去关心产品对象如何创建、组合和表达的细节；

　　（2）系统的产品至少有一个产品族，而使用者只需要消费其中某一族的产品；

　　（3）产品等级结构稳定，后期不会出现结构上的更改。

 

　　总结：无论是简单工厂模式，工厂方法模式，还是抽象工厂模式，它们都属于工厂模式，最终的目的都是为了接耦，它们的使用方式都十分相似，可以相互转换，灵活演变，我们无需关心究竟使用哪种模式来实现，只要关心是否降低了耦合度就可以了。