《设计模式之禅》读书笔记(四)之抽象工厂模式

《设计模式之禅》读书笔记(四)之抽象工厂模式

一、抽象工厂模式的定义

Provide an Interface for creating families of related or dependent objects without specifying their concrete classes.(为创建一组相关或相互依赖的对象提供一个接口，而且无需指定他们的具体类。)

抽象工厂模式的通用类图如下：

抽象工厂模式是工厂方法模式的升级版本，在有多个业务品种、业务分类时，通过抽象工厂模式产生需要的对象时一种非常好的解决方式。

在抽象工厂模式中，有一个产品族的概念：所谓的产品族，是指位于不同产品等级结构中功能相关联的产品组成的家族。抽象工厂模式所提供的一系列产品就组成一个产品族；而工厂方法提供的一系列产品称为一个等级结构。例如制造汽车的左侧门和右侧门，这两个的数量应该是相等的——这是两个对象之间的约束，每个型号的车门都是不一样的，这是产品等级结构约束的。源码实现如下：

1. 抽象产品类

1.1 产品A的抽象产品类：

package definationAbstractFactoryPattern;/*** @Title: AbstractProductA* @description: 抽象产品实现类A* @author: gaoyakang* @date: 2017年11月19日 下午8:52:58* */
public abstract class AbstractProductA {//每个产品共有的方法public void shareMethod() {}//每个产品相同方法，不同实现public abstract void doSomething();
}

1.2 产品B的抽象产品类：

package definationAbstractFactoryPattern;
/*** @Title: AbstractProductB* @description: 抽象产品实现类B* @author: gaoyakang* @date: 2017年11月19日 下午8:59:08* */
public abstract class AbstractProductB {//每个产品共有的方法public void shareMethod() {}//每个产品相同方法，不同实现public abstract void doSomething();
}

2. 产品实现类

package definationAbstractFactoryPattern;/*** @Title: ProductA1* @description: 产品A1的实现类* @author: gaoyakang* @date: 2017年11月19日 下午8:54:37* */
public class ProductA1 extends AbstractProductA{@Overridepublic void doSomething() {System.out.println("产品A1的实现方法");}
}

package definationAbstractFactoryPattern;
/*** @Title: ProductA2* @description: 产品A2的实现类* @author: gaoyakang* @date: 2017年11月19日 下午8:55:49* */
public class ProductA2 extends AbstractProductA{@Overridepublic void doSomething() {// TODO Auto-generated method stubSystem.out.println("产品A2的实现方法");}
}

package definationAbstractFactoryPattern;
/*** @Title: ProductB1* @description: 产品B1的实现类* @author: gaoyakang* @date: 2017年11月19日 下午8:59:48* */
public class ProductB1 extends AbstractProductB{@Overridepublic void doSomething() {// TODO Auto-generated method stubSystem.out.println("产品B1的实现方法");}
}

package definationAbstractFactoryPattern;
/*** @Title: ProductB2* @description: 产品B2的实现类* @author: gaoyakang* @date: 2017年11月19日 下午8:59:48* */
public class ProductB2 extends AbstractProductB{/* (non-Javadoc)* @see definationAbstractFactoryPattern.AbstractProductB#doSomething()*/@Overridepublic void doSomething() {// TODO Auto-generated method stubSystem.out.println("产品B1的实现方法");}}

3. 抽象工厂类

有N个产品族，在抽象工厂类中就应该有N个创建方法

package definationAbstractFactoryPattern;
/*** @Title: AbstractCreator* @description: 抽象工厂类* @author: gaoyakang* @date: 2017年11月19日 下午8:57:12* */
public abstract class AbstractCreator {//创建A产品家族public abstract AbstractProductA createProductA();//创建B产品家族public abstract AbstractProductB createProductB();
}

4. 产品的实现类

创建产品是由具体的实现类来完成的

4.1 产品等级1的实现类

package definationAbstractFactoryPattern;
/*** @Title: Creator1* @description: 生产产品等级1的产品* @author: gaoyakang* @date: 2017年11月19日 下午9:04:09* */
public class Creator1 extends AbstractCreator{@Overridepublic AbstractProductA createProductA() {//只生产产品等级为1的A产品return new ProductA1();}@Overridepublic AbstractProductB createProductB() {//只生产产品等级为1的B产品return new ProductB1();}
}

4.2 产品等级2的实现类

package definationAbstractFactoryPattern;
/*** @Title: Creator2* @description: 生产产品等级2的产品* @author: gaoyakang* @date: 2017年11月19日 下午9:06:03* */
public class Creator2 extends AbstractCreator{@Overridepublic AbstractProductA createProductA() {//只生产产品等级为2的A产品return new ProductA2();}@Overridepublic AbstractProductB createProductB() {//只生产产品等级为2的B产品return new ProductB2();}
}

5. 场景类

package definationAbstractFactoryPattern;
/*** @Title: Client* @description: 场景类* @author: gaoyakang* @date: 2017年11月19日 下午9:08:45* */
public class Client {public static void main(String[] args) {//定义出两个工厂AbstractCreator creator1=new Creator1();AbstractCreator creator2=new Creator2();//产生A1对象AbstractProductA a1=creator1.createProductA();//产生A2对象AbstractProductA a2=creator2.createProductA();//产生B1对象AbstractProductB b1=creator1.createProductB();//产品B2对象AbstractProductB b2=creator2.createProductB();a1.doSomething();a2.doSomething();b1.doSomething();b2.doSomething();}
}

二、抽象工厂模式的应用

抽象工厂模式的优点

1. 封装性：不用关心对象是如何创建出来的，而只需要关心接口的。
2. 产品族内的约束为非公开状态：例如男女比例为1.2：1，那么这个关系只要在工厂类中实现就可以了，而高层模块调用时不用关心这个约束。

抽象工厂模式的缺点

最大的缺点是产品族的扩展十分困难，例如我需要增加一个产品C，那么首先我需要增加一个抽象产品类AbstractProductC，其次增加产品C各等级的实现类，最后AbstractCreator还需要增加一个方法createProductC()，并且两个产品等级的实现类也需要有相应的修改，这严重影响了开闭原则。

抽象工厂模式的使用场景

一个对象族或是一组没有任何关系的对象都有相同的约束，则可以使用抽象工厂模式。

抽象工厂模式的注意事项

抽象工厂模式的缺点是产品族的扩展困难，而不是产品等级的扩展困难。该模式下，产品等级是容易扩展的，增加一个产品等级，只要增加一个工厂类负责新增加出来的产品生产任务即可。在只扩展产品等级这一点上看，抽象工厂模式是符合开闭原则的。

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三、书中女娲造人例子源码

简而言之，这个例子是制造制造三种肤色的人，且人有男女之分。

1. 人种接口

/*** @Title: Human* @description: 人种接口* @author: gaoyakang* @date: 2017年11月13日 上午7:21:02* */
public interface Human {//每个人有相应的颜色public void getColor();//每个人都会说话public void talk();//每个人都有性别public void getSex();
}

2. 白色人种

/*** @Title: AbstractWhiteHuman* @description: * @author: gaoyakang* @date: 2017年11月13日 上午7:22:33* */
public abstract class AbstractWhiteHuman implements Human{public void getColor() {System.out.println("白色人种的皮肤都是白色的！");}public void talk() {System.out.println("白色人种会说话，一般都是单字节!");}
}

3. 黑色人种

/*** @Title: AbstractBlackHuman* @description: * @author: gaoyakang* @date: 2017年11月13日 上午7:24:57* */
public abstract class AbstractBlackHuman implements Human {@Overridepublic void getColor() {System.out.println("黑色人种的皮肤都是黑色的!");}@Overridepublic void talk() {System.out.println("黑人会说话，一般人听不懂。");}
}

4. 黄色人种

/*** @Title: AbstractYellowHuman* @description: * @author: gaoyakang* @date: 2017年11月15日 上午6:58:18* */
public abstract class AbstractYellowHuman implements Human{@Overridepublic void getColor() {System.out.println("黄色人种的皮肤是黄色的！");     }@Overridepublic void talk() {System.out.println("黄色人种会说话，一般说的是双音节。");}
}

5. 各种肤色人种不同性别的实现类

因为有三种肤色两种性别所以一共有6个实现类

5.1 黄色女性人种

/*** @Title: FamaleYellowHuman* @description: * @author: gaoyakang* @date: 2017年11月15日 上午7:04:43* */
public class FemaleYellowHuman  extends AbstractYellowHuman{@Overridepublic void getSex() {System.out.println("黄人女性");}
}

5.2 黄色男性人种

/*** @Title: MaleYellowHuman* @description: * @author: gaoyakang* @date: 2017年11月15日 上午7:05:36* */
public class MaleYellowHuman extends AbstractYellowHuman{@Overridepublic void getSex() {System.out.println("黄人男性");}
}

5.3 白色女性人种

/*** @Title: FemaleWhiteHuman* @description: * @author: gaoyakang* @date: 2017年11月15日 上午7:07:49* */
public class FemaleWhiteHuman extends AbstractWhiteHuman{@Overridepublic void getSex() {// TODO Auto-generated method stubSystem.out.println("白人女性");}
}

5.4 白色男性人种

/*** @Title: MaleWhiteHuman* @description: * @author: gaoyakang* @date: 2017年11月15日 上午7:08:24* */
public class MaleWhiteHuman extends AbstractWhiteHuman{@Overridepublic void getSex() {System.out.println("白人男性");}
}

5.5 黑色女性人种

/*** @Title: FemaleBlackHuman* @description: * @author: gaoyakang* @date: 2017年11月15日 上午7:06:40* */
public class FemaleBlackHuman extends AbstractBlackHuman{@Overridepublic void getSex() {// TODO Auto-generated method stubSystem.out.println("黑人女性");}
}

5.6 黑色男性人种

/*** @Title: MaleBlackHuman* @description: * @author: gaoyakang* @date: 2017年11月15日 上午7:07:16* */
public class MaleBlackHuman extends AbstractBlackHuman{@Overridepublic void getSex() {System.out.println("黑人男性");}
}

6. 八卦炉的定义

/*** @Title: HumanFactory* @description: * @author: gaoyakang* @date: 2017年11月16日 下午9:13:48* */
public interface HumanFactory {//制造一个黄色人种public Human createYellowHuman();//制造一个白色人种public Human createWhiteHuman();//制造一个黑色人种public Human createBlackHuman();
}

7. 生产女性的八卦炉

/*** @Title: FemaleFactory* @description: * @author: gaoyakang* @date: 2017年11月16日 下午9:15:22* */
public class FemaleFactory implements HumanFactory{@Overridepublic Human createYellowHuman() {return new FemaleYellowHuman();}@Overridepublic Human createWhiteHuman() {return new FemaleWhiteHuman();}@Overridepublic Human createBlackHuman() {return new FemaleBlackHuman();}
}

8. 生产男性的八卦炉

/*** @Title: MaleFactory* @description: * @author: gaoyakang* @date: 2017年11月16日 下午10:02:02* */
public class MaleFactory implements HumanFactory{@Overridepublic Human createYellowHuman() {return new MaleYellowHuman();}@Overridepublic Human createWhiteHuman() {return new MaleWhiteHuman();}@Overridepublic Human createBlackHuman() {return new MaleBlackHuman();}}

9. 具体场景类（女娲造人）

/*** @Title: NvWa* @description: * @author: gaoyakang* @date: 2017年11月16日 下午10:04:11* */
public class NvWa {public static void main(String[] args) {//第一条生产线，男性生产线HumanFactory maleHumanFactory=new MaleFactory();//第二条生产线，女性生产线HumanFactory feMaleHumanFactory=new MaleFactory();Human maleYellowHuman=maleHumanFactory.createYellowHuman();maleYellowHuman.getColor();maleYellowHuman.getSex();maleYellowHuman.talk();Human femaleYellowHuman=feMaleHumanFactory.createYellowHuman();femaleYellowHuman.getColor();femaleYellowHuman.getSex();femaleYellowHuman.talk();}
}