设计模式笔记 - 抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）

模式定义

抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）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。

---

模式结构

抽象工厂模式包含如下角色：

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

---

模式实例

/*
 * 结合工厂方法模式中的例子，各分部的披萨店快要开张了，但是不同地方的披萨
 * 所需的原料都各不相同，同样的芝士披萨，纽约偏甜，芝加哥却偏酸。抽象工厂
 * 模式很好地提供了如何针对于不同的地方供应不一样的原料。
 */
public class PizzaStore {
  	PizzaFactory pizzaFactory;
  
  	public PizzaStore(PizzaFactory pizzaFactory) {
      	this.pizzaFactory = pizzaFactory;
  	}
  	
  	public void orderPizza(String item) {
      	Pizza pizza = pizzaFactory.createPizza(item);
      	pizza.display();
  	}
}

// AbstractFactory - 抽象工厂
public interface class PizzaIngredientFactory {
  	// AbstractProduct - 抽象产品
  	public Cheese createCheese();
  	public Sauce createSauce();
}

// ConcreteFactory - 具体工厂
// 纽约原料工厂
public class NewYorkIngredientFactory implements PizzaIngredientFactory {
  	// ConcreteProduct - 具体产品
  	@Override
    public Cheese createCheese() {
        System.out.println("reggiano cheese");
    }
  
  	@Override
  	public Sauce createSauce() {
      	System.out.println("marinara sauce");
  	}
}

// 芝加哥原料工厂
public class ChicagoIngredientFactory implements PizzaIngredientFactory {
  	@Override
    public Cheese createCheese() {
        System.out.println("sugar cheese");
    }
  
  	@Override
  	public Sauce createSauce() {
      	System.out.println("tomato sauce");
  	}
}

// 举一生产Pizza工厂为例，进行优化改进
public class NewYorkPizzaFactory extends PizzaFactory {
  	PizzaIngredientFactroy ingredientFactory;
  
  	public NewYorkPizzaFactory(PizzaIngredientFactroy ingredientFactory) {
      	this.ingredientFactory = ingredientFactory;
    }
  
  	public Pizza createPizza(String item) {
      	if (item.equals("cheese")) {
          	// 此处将纽约原料工厂的引用转交给NewYorkCheesePizza对象处理，让其自主调用需要的材料
          	return new NewYorkCheesePizaa(ingredientFactory);
      	}
  	}
}

// 测试类
public class Test {
  	public static void main(String[] args) {
      	PizzaFactory newYorkPizzaFactory = new NewYorkPizzaFactory(new NewYorkPizzaFactory())
      	PizzaStore newYorkStore = new PizzaStore(newYorkPizzaFactory);
      	newYorkStore.orderPizza("cheese");
      
      	PizzaFactory chiCagoPizzaFactory = new ChiCagoPizzaFactory(new ChiCagoPizzaFactory())
      	PizzaStroe chicagoStore = new PizzaStore(chiCagoPizzaFactory);
      	chicagoStore.orderPizza("cheese");
  	}
}

项目源码后续更进..

---

模式分析

• 在工厂方法模式中具体工厂负责生产具体的产品，每一个具体工厂对应一种具体产品，工厂方法也具有唯一性，一般情况下，一个具体工厂中只有一个工厂方法或者一组重载的工厂方法。但是有时候我们需要一个工厂可以提供多个产品对象，而不是单一的产品对象。
  为了更清晰地理解工厂方法模式，需要先引入两个概念：产品等级结构 ：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，则抽象电视机与具体品牌的电视机之间构成了一个产品等级结构，抽象电视机是父类，而具体品牌的电视机是其子类。产品族 ：在抽象工厂模式中，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，海尔电视机位于电视机产品等级结构中，海尔电冰箱位于电冰箱产品等级结构中。
• 当系统所提供的工厂所需生产的具体产品并不是一个简单的对象，而是多个位于不同产品等级结构中属于不同类型的具体产品时需要使用抽象工厂模式。
• 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。
• 抽象工厂模式与工厂方法模式最大的区别在于，工厂方法模式针对的是一个产品等级结构，而抽象工厂模式则需要面对多个产品等级结构，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分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。

抽象工厂模式的优点：

• 抽象工厂模式隔离了具体类的生成，使得客户并不需要知道什么被创建。
• 当一个产品族中的多个对象被设计成一起工作时，它能够保证客户端始终只是用同一个产品族中的对象。
• 方便地增加新的具体工厂和产品族，系统更易于扩展，也无须修改现有系统，符合“开闭原则”。

抽象工厂模式的缺点：

• 在添加新的产品对象时，难以扩展抽象工厂来生产新种类的产品，这是因为在抽象工厂角色中规定了所有可能被创建的产品集合，要支持新种类的产品就意味着要对现有接口进行扩展，这样的做法将会涉及到对抽象工厂角色以及所有子类的修改，会带来较大的麻烦。
• “开闭原则”的倾斜性（增加新的具体工厂和产品族容易，增加新的产品等级结构麻烦）。

---

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，也就是只存在一个产品等级结构时，抽象工厂模式退化成工厂方法模式；当工厂方法模式中抽象工厂与具体工厂合并，提供一个统一的工厂来创建产品对象，并将创建对象的工厂方法设计为静态方法时，工厂方法模式退化成简单工厂模式。

---

---

参考资料：

[1] https://design-patterns.readthedocs.io/zh_CN/latest/creational_patterns/abstract_factory.html