十二 创建型-抽象工厂模式

在路上lx
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image.png 其他设计模式介绍
创建型： 工厂方法 抽象工厂 原型
结构型： 适配器 桥接模式 组合模式 装饰模式 外观模式 享元模式 代理模式
行为型： 职责链 命令 解释器 迭代器 中介者 备忘录 状态模式 策略模式 模板方法 访问者

定义

是围绕一个超级工厂创建其他工厂，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；具体的工厂负责实现具体的产品实例

抽象工厂模式与工厂方法模式最大的区别：抽象工厂中每个工厂可以创建多种类的产品；而工厂方法每个工厂只能创建一类。

主要作用

允许使用抽象的接口来创建一组相关产品，而不需要知道或关心实际生产出的具体产品是什么，这样就可以从具体产品中被解耦。

解决的问题

工厂方法模式的缺点,每个工厂只能创建一类产品,而抽象工厂可以创建多种类的产品。

UML类图

image.png

模式组成

组成（角色）关系作用
抽象产品族（AbstractProduct）抽象产品的父类描述抽象产品的公共接口
抽象产品（Product）具体产品的父类描述具体产品的公共接口
具体产品（Concrete Product）抽象产品的子类；工厂类创建的目标类描述生产的具体产品
抽象工厂（Creator）具体工厂的父类描述具体工厂的公共接口
具体工厂（Concrete Creator）抽象工厂的子类；被外界调用描述具体工厂；实现FactoryMethod工厂方法创建产品的实例

使用步骤

步骤1： 创建抽象工厂类，定义具体工厂的公共接口；
步骤2： 创建抽象产品族类 ，定义抽象产品的公共接口；
步骤3： 创建抽象产品类 （继承抽象产品族类），定义具体产品的公共接口；
步骤4： 创建具体产品类（继承抽象产品类） & 定义生产的具体产品；
步骤5： 创建具体工厂类（继承抽象工厂类），定义创建对应具体产品实例的方法；
步骤6： 客户端通过实例化具体的工厂类，并调用其创建不同目标产品的方法创建不同具体产品类的实例

实例讲解

接下来我用一个实例来对抽象工厂模式进行更深一步的介绍。

实例概况

  • 背景：小成有两间塑料加工厂（A厂仅生产容器类产品；B厂仅生产模具类产品）；随着客户需求的变化，A厂所在地的客户需要也模具类产品，B厂所在地的客户也需要容器类产品；
  • 冲突：没有资源（资金+租位）在当地分别开设多一家注塑分厂
  • 解决方案：在原有的两家塑料厂里增设生产需求的功能，即A厂能生产容器+模具产品；B厂间能生产模具+容器产品。

即抽象工厂模式

使用步骤

步骤1： 创建抽象工厂类，定义具体工厂的公共接口

abstract class Factory{
   public abstract Product ManufactureContainer();
    public abstract Product ManufactureMould();
}

步骤2： 创建抽象产品族类 ，定义具体产品的公共接口；

abstract class AbstractProduct{
    public abstract void Show();
}

步骤3： 创建抽象产品类 ，定义具体产品的公共接口；

//容器产品抽象类
abstract class ContainerProduct extends AbstractProduct{
    @Override
    public abstract void Show();
}

//模具产品抽象类
abstract class MouldProduct extends AbstractProduct{
    @Override
    public abstract void Show();
}

步骤4： 创建具体产品类（继承抽象产品类）， 定义生产的具体产品；

//容器产品A类
class ContainerProductA extends ContainerProduct{
    @Override
    public void Show() {
        System.out.println("生产出了容器产品A");
    }
}

//容器产品B类
class ContainerProductB extends ContainerProduct{
    @Override
    public void Show() {
        System.out.println("生产出了容器产品B");
    }
}

//模具产品A类
class MouldProductA extends MouldProduct{

    @Override
    public void Show() {
        System.out.println("生产出了模具产品A");
    }
}

//模具产品B类
class MouldProductB extends MouldProduct{

    @Override
    public void Show() {
        System.out.println("生产出了模具产品B");
    }
}

步骤5： 创建具体工厂类（继承抽象工厂类），定义创建对应具体产品实例的方法；

//A厂 - 生产模具+容器产品
class FactoryA extends Factory{

    @Override
    public Product ManufactureContainer() {
        return new ContainerProductA();
    }

    @Override
    public Product ManufactureMould() {
        return new MouldProductA();
    }
}

//B厂 - 生产模具+容器产品
class FactoryB extends Factory{

    @Override
    public Product ManufactureContainer() {
        return new ContainerProductB();
    }

    @Override
    public Product ManufactureMould() {
        return new MouldProductB();
    }
}

步骤6： 客户端通过实例化具体的工厂类，并调用其创建不同目标产品的方法创建不同具体产品类的实例

//生产工作流程
public class AbstractFactoryPattern {
    public static void main(String[] args){
        FactoryA mFactoryA = new FactoryA();
        FactoryB mFactoryB = new FactoryB();
        //A厂当地客户需要容器产品A
        mFactoryA.ManufactureContainer().Show();
        //A厂当地客户需要模具产品A
        mFactoryA.ManufactureMould().Show();

        //B厂当地客户需要容器产品B
        mFactoryB.ManufactureContainer().Show();
        //B厂当地客户需要模具产品B
        mFactoryB.ManufactureMould().Show();

    }
}

结果：

生产出了容器产品A
生产出了容器产品B
生产出了模具产品A
生产出了模具产品B

优点

  • 降低耦合
    抽象工厂模式将具体产品的创建延迟到具体工厂的子类中，这样将对象的创建封装起来，可以减少客户端与具体产品类之间的依赖，从而使系统耦合度低，这样更有利于后期的维护和扩展；
  • 更符合开-闭原则
    新增一种产品类时，只需要增加相应的具体产品类和相应的工厂子类即可

简单工厂模式需要修改工厂类的判断逻辑

  • 符合单一职责原则
    每个具体工厂类只负责创建对应的产品

简单工厂中的工厂类存在复杂的switch逻辑判断

  • 不使用静态工厂方法，可以形成基于继承的等级结构。

简单工厂模式的工厂类使用静态工厂方法

缺点

抽象工厂模式很难支持新种类产品的变化。
这是因为抽象工厂接口中已经确定了可以被创建的产品集合，如果需要添加新产品，此时就必须去修改抽象工厂的接口，这样就涉及到抽象工厂类的以及所有子类的改变，这样也就违背了“开发——封闭”原则。

对于新的产品族符合开-闭原则；对于新的产品种类不符合开-闭原则，这一特性称为开-闭原则的倾斜性。

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