抽象工厂模式——产品族的创建

1、简介

1.1、简介

抽象工厂模式为创建一组对象提供了一种解决方案。与工厂方法模式相比，抽象工厂模式中的具体工厂不只是创建一种产品，它负责创建一族产品

1.2、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。抽象工厂模式又称为Kit模式，它是一种对象创建型模式。

2、示例

2.1、解析

在抽象工厂模式中，每个具体工厂都提供了多个工厂方法用于产生多种不同类型的产品，这些产品构成了一个产品族。抽象工厂模式结构如下图所示。

在抽象工厂模式结构图中包含以下4个角色：
（1）AbstractFactory（抽象工厂）：它声明了一组用于创建一族产品的方法，每个方法对应一种产品。
（2）ConcreteFactory（具体工厂）：它实现了在抽象工厂中声明的创建产品的方法，生成一组具体产品，这些产品构成了一个产品族，每种产品都位于某个产品等级结构中。
（3）AbstractProduct（抽象产品）：它为每种产品声明接口，在抽象产品中声明了产品所具有的业务方法。
（4）ConcreteProduct（具体产品）：它定义具体工厂生产的具体产品对象，实现在抽象产品接口中声明的业务方法。

2.2、代码示例

在抽象工厂中声明了多个工厂方法，用于创建不同类型的产品，抽象工厂可以是接口，也可以是抽象类或者具体类，其典型代码如下：

interface AbstractFactory{// 工厂方法一public AbstractProductA createProductA(); // 工厂方法二public AbstractProductA createProductA(); ...
}

具体工厂实现了抽象工厂，每个具体的工厂方法可以返回一个特定的产品对象，而同一个具体工厂所创建的产品对象构成了一个产品族。对于每一个具体工厂类，其典型代码如下：

class ConcreteFactoryOne implements AbstractFactory{// 工厂方法一public AbstractProductA createProductA() {return new ConcreteProductA1();}// 工厂方法二public AbstractProductA createProductA() {return new ConcreteProductB1();}...
}

与工厂方法模式一样，抽象工厂模式也可为每一种产品提供一组重载的工厂方法，以不同的方式创建产品对象。

3、抽象工厂模式总结

抽象工厂模式是工厂方法模式的进一步延伸，由于它提供了功能更为强大的工厂类并且具备较好的可扩展性，在软件开发中得以广泛应用，尤其是在一些框架和API类库的设计中。例如，在Java语言的AWT（抽象窗口工具包）中就使用了抽象工厂模式，用来实现在不同的操作系统中，应用程序呈现与所在操作系统一致的外观界面。

3.1、优点

（1）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。由于这种隔离，更换一个具体工厂就变得相对容易，所有的具体工厂都实现了在抽象工厂中声明的那些公共接口，因此只需改变具体工厂的实例，就可以在某种程度上改变整个软件系统的行为。
（2）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使用同一个产品族中的对象。
（3）增加新的产品族很方便，无须修改已有系统，符合开闭原则。

3.2、缺点

抽象工厂模式的主要缺点是：增加新的产品等级结构麻烦，需要对原有系统进行较大的修改，甚至需要修改抽象层代码，这显然会带来较大的不便，违背了开闭原则。

3.3、适用场景

（1）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，这对于所有类型的工厂模式都是很重要的，用户无须关心对象的创建过程，将对象的创建和使用解耦。
（2）系统中有多于一个的产品族，而每次只使用其中某一个产品族。可以通过配置文件等方式来使得用户可以动态改变产品族，也可以很方便地增加新的产品族。
（3）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。同一个产品族中的产品可以是没有任何关系的对象，但是它们都具有一些共同的约束。例如同一操作系统下的按钮和文本框，按钮与文本框之间没有直接关系，但它们都是属于某一操作系统的，此时具有一个共同的约束条件：操作系统的类型。
（4）产品等级结构稳定，设计完成之后，不会向系统中增加新的产品等级结构或者删除已有的产品等级结构。