抽象工廠模式

抽象工廠模式，亦稱Abstract Factory，
是一種創建型設計模式，它能創建一系列相關的物件，而無需指定其具體類，

第一個例子：文具

問題引入

假設我們是一家文具店生產廠家，用代碼模仿的話，我們需要代碼中有一些類，用于表示：

一系列產品，例如筆、本子和尺子等，
系列產品中的不同型別，例如小學生套裝（鉛筆、田字格本、直尺）、中學生套裝（鋼筆、橫線本、三角尺）、大學生套餐（圓珠筆、白紙本、尺子），

在這里插入圖片描述我們需要單獨生成每件文具物件，并且確保套餐中風格一致，如果大學生收到了小學生套餐的鉛筆可就不好了，
此外，我們也不希望未來在套餐中添加新產品去修該原有代碼，放在實際生產中，廠家也不會因為添加新產品，去修改原有生產線，在代碼中我們也不想頻繁地修改核心代碼！

解決方案

抽象工廠模式就解決了我們這種問題！
抽象工廠模式建議為每類產品明確宣告介面（例如筆、本子、尺子），然后確保不同套餐中都繼承這些介面，例如所有型別的筆，都要繼承筆的介面！
在這里插入圖片描述

接下來我們需要宣告抽象工廠，包含套餐中所有產品構造方法的介面，也就是創建實體的辦法，例如創建筆CreatePen()、創建本子CreateNoteBook()、創建尺子CreaterRuler()，
這些方法必須回傳抽象產品型別，即我們之前抽象的介面：筆、本子和尺子，
在這里插入圖片描述那么該如何處理產品變體呢？對于系列產品的每個變體，我們都將基于抽象工廠介面創建不同的工廠類，每個工廠類都只能回傳特定類別的產品，例如，小學生套餐pupil只能生產鉛筆、田字格本和直尺，
客戶端代碼可以通過相應的抽象介面呼叫工廠和產品類，你無需修改實際客戶端代碼，就能更改傳遞給客戶端的工廠類，也能更改客戶端代碼接收的產品變體，
在這里插入圖片描述

在這里插入圖片描述假設客戶端想要工廠創建一把尺子，客戶端無需了解工廠類，也不用管工廠類創建出的尺子型別，無論是小學生、初中生，對于客戶端來說沒有分別，它只需呼叫抽象尺子介面就可以了，這樣一來，客戶端只需知道椅子以某種方式實作尺子的作用就足夠了，此外，無論工廠回傳的是何種尺子變體，它都會和由同一工廠物件創建的本子和筆是一個套餐，

第二個問題家具

第二個問題作為一個思考題，

問題引入

假設你正在開發一款家具商店模擬器，你的代碼中包括一些類，用于表示：

一系列相關產品，例如椅子Chair 、 ? 沙發Sofa和咖啡桌Coffee-Table ，
系列產品的不同變體，例如，你可以使用現代Modern 、 ? 維多利亞Victorian 、 ? 裝飾風藝術Art-Deco等風格生成椅子、 ? 沙發和咖啡桌，

在這里插入圖片描述

你需要設法單獨生成每件家具物件，這樣才能確保其風格一致，如果顧客收到的家具風格不一樣，他們可不會開心，

現代風格的沙發和維多利亞風格的椅子不搭，

此外，你也不希望在添加新產品或新風格時修改已有代碼，家具供應商對于產品目錄的更新非常頻繁，你不會想在每次更新時都去修改核心代碼的，

解決方案

答案在這里https://refactoringguru.cn/design-patterns/abstract-factory

抽象工廠模式結構

在這里插入圖片描述

抽象產品（Abstract Product）為構成系列產品的一組不同但相關的產品宣告介面，
具體產品（Concrete Product）是抽象產品的多種不同型別實作，所有變體（維多利亞/現代）都必須實作相應的抽象產品（椅子/沙發），
抽象工廠（Abstract Factory）介面宣告了一組創建各種抽象產品的方法，
具體工廠（Concrete Factory）實作抽象工廠的構建方法，每個具體工廠都對應特定產品變體，且僅創建此種產品變體，
盡管具體工廠會對具體產品進行初始化，其構建方法簽名必須回傳相應的抽象產品，這樣，使用工廠類的客戶端代碼就不會與工廠創建的特定產品變體耦合，客戶端（Client）只需通過抽象介面呼叫工廠和產品物件，
就能與任何具體工廠/產品變體互動，

抽象工廠模式適合應用場景

如果代碼需要與多個不同系列的相關產品互動，但是由于無法提前獲取相關資訊，或者出于對未來擴展性的考慮，你不希望代碼基于產品的具體類進行構建，在這種情況下，你可以使用抽象工廠，
抽象工廠為你提供了一個介面，可用于創建每個系列產品的物件，只要代碼通過該介面創建物件，那么你就不會生成與應用程式已生成的產品型別不一致的產品，
如果你有一個基于一組抽象方法的類，且其主要功能因此變得不明確，那么在這種情況下可以考慮使用抽象工廠模式，
在設計良好的程式中，每個類僅負責一件事，如果一個類與多種型別產品互動，就可以考慮將工廠方法抽取到獨立的工廠類或具備完整功能的抽象工廠類中，

實作方式

以不同的產品型別與產品變體為維度繪制矩陣，
為所有產品宣告抽象產品介面，然后讓所有具體產品類實作這些介面，
宣告抽象工廠介面，并且在介面中為所有抽象產品提供一組構建方法，
為每種產品變體實作一個具體工廠類，
在應用程式中開發初始化代碼，該代碼根據應用程式配置或當前環境，對特定具體工廠類進行初始化，然后將該工廠物件傳遞給所有需要創建產品的類，
找出代碼中所有對產品建構式的直接呼叫，將其替換為對工廠物件中相應構建方法的呼叫，

抽象工廠模式優缺點

你可以確保同一工廠生成的產品相互匹配，
你可以避免客戶端和具體產品代碼的耦合，
單一職責原則，你可以將產品生成代碼抽取到同一位置，使得代碼易于維護，
開閉原則，向應用程式中引入新產品變體時，你無需修改客戶端代碼，

與其他模式的關系

在許多設計作業的初期都會使用工廠方法模式（較為簡單，而且可以更方便地通過子類進行定制），隨后演化為使用抽象工廠模式、
原型模式或生成器模式（更靈活但更加復雜），
生成器重點關注如何分步生成復雜物件，抽象工廠專門用于生產一系列相關物件，抽象工廠會馬上回傳產品，
生成器則允許你在獲取產品前執行一些額外構造步驟，
抽象工廠模式通常基于一組工廠方法，但你也可以使用原型模式來生成這些類的方法，
當只需對客戶端代碼隱藏子系統創建物件的方式時，你可以使用抽象工廠來代替外觀模式，
你可以將抽象工廠和橋接模式搭配使用，如果由橋接定義的抽象只能與特定實作合作，這一模式搭配就非常有用，在這種情況下，
抽象工廠可以對這些關系進行封裝，并且對客戶端代碼隱藏其復雜性，
抽象工廠、生成器和原型都可以用單例模式來實作，

參考資料

https://refactoringguru.cn/design-patterns/abstract-factory
漫畫：什么是 “抽象工廠模式” ？

轉載請註明出處，本文鏈接：https://www.uj5u.com/houduan/379858.html

標籤：java

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