设计模式轻松学【五】抽象工厂模式

概述

抽象工厂模式（Abstract Factory）就是对一组具有相同主题的工厂进行封装。抽象工厂模式是工厂方法模式的升级版本，工厂方法模式只生产同一类（等级）的产品，而抽象工厂模式可生产多个类（等级）的产品。

例如：在生产奶茶过程中需要加入椰果或珍珠果，如果使用工厂方法模式，我们需要准备奶茶工厂、椰果工厂、珍珠果工厂。使用抽象工厂模式后，我们只需要一个工厂就是红茶工厂，该工厂涵盖了椰果工厂、珍珠果工厂需要做的事情。

模式由来

工厂方法模式考虑的是同一类产品。比如女朋友要喝的红茶、奶茶，但红茶的工厂只能生产红茶，奶茶的工厂只能生产奶茶，同理可以知道手机厂只能造手机，如畜牧场只养动物、电视机厂只生产电视机等。

也就是说工厂类只考虑生产同类的产品，并不能跨类生产。如果现在我有个需求，手机厂我能够生产电视怎么办，生活中这种综合型的生产商非常多，所以我应该要满足这样的需求，此时抽象工厂登场了。

产品等级

产品等级指的是不同厂商生产的同一类产品，比如手机：小米工厂生产的手机和华为工厂生产的手机不一样。在上述课程中我们学过红茶和绿茶就是相同的产品等级，他们就好比小米手机和华为手机的区别，如果只需要解决产品等级生产问题，那么使用工厂方法模式即可。

产品簇

同一个具体工厂所生产的位于不同类的一组产品称为一个产品族，比如：手机工厂生产的手机、电脑、电视。大米和电脑不能算作一个产品簇，因为他们之间没什么关系。上述中相同主题指的就是同一个产品簇。

工厂方法模式解决的范畴是产品等级（TCL空调，海尔空调）

抽象工厂模式解决的范畴是产品族等级（TCL电视机、TCL空调）

角色

• 抽象工厂（Creator）

  该类为具体工厂的父类，主要用于规范描述具体工厂的公共接口

• 具体工厂（Concrete Creator）

  被外界真正调用的类，实现工厂方法(FactoryMethod)创建产品的实例，包含若干个子工厂方法，如珍珠果方法，椰果方法，子工厂方法负责生产对应的具体子产品，所有具体子产品（椰果、珍珠果）组合成一个具体产品（如加珍珠果的椰果味红茶）

• 抽象产品（Product）

  该类为具体产品的父类，主要用于规范描述具体产品的公共接口

• 具体产品（Concrete Product）

  工厂类创建的目标类，工厂创建出来的产品对象为该类的实例

案例分析

在前面工厂方法模式学习后，我们知道，红茶有专门的红茶机器、奶茶有专门的奶茶机器，女朋友想喝什么都可以。但突然有一天，女朋友想要在红茶中加入珍珠果或椰果，在奶茶中加入椰果和珍珠果怎么办？此时混入了其他产品，此时我们可以通过抽象工厂来解决。

• 创建抽象产品

  //抽象产品1-茶
  abstract class Tea {
      public abstract void drink();
  }
  
  //抽象产品2-辅料食物
  abstract class Food {
      public abstract void eat();
  }

• 创建具体产品

  //具体产品1-红茶
  class RedTea extends Tea {
      public RedTea() {
          System.out.println("在制作红茶");
      }
  
      @Override
      public void drink() {
          System.out.println("喝红茶");
      }
  }
  //具体产品1-奶茶
  class MilkTea extends Tea {
      public MilkTea() {
          System.out.println("在制作奶茶");
      }
      
      @Override
      public void drink() {
          System.out.println("喝奶茶");
      }
  }
  
  //具体产品2-珍珠果
  class Pearl extends Food{
      public Pearl() {
          System.out.println("在制作珍珠果");
      }
      @Override
      public void eat() {
          System.out.println("吃珍珠果");
      }
  }
  //具体产品2-椰果
  class Coconut extends Food{
      public Coconut() {
          System.out.println("在制作椰果");
      }
      @Override
      public void eat() {
          System.out.println("吃椰果");
      }
  }
  

• 创建抽象工厂

  //抽象工厂，抽象工厂存放着产品簇(多个不同级)产品
  abstract class AbstractFactory {
      public abstract Tea createTea();
      public abstract Food createFood();
  }

• 创建具体工厂

  //红茶生产工厂-生产红茶和椰果
  class RedTeaFactory extends AbstractFactory {
  
      @Override
      public Tea createTea() {
          return new RedTea();
      }
  
      @Override
      public Food createFood() {
          return new Coconut();
      }
      
  }
  
  //奶茶生产工厂-生产奶茶和珍珠果
  class MilkTeaFactory extends AbstractFactory {
      
      @Override
      public Tea createTea() {
          return new MilkTea();
      }
      
      @Override
      public Food createFood() {
          return new Pearl();
      }
  }

• 请女朋友喝茶

  public class GirlFriend {
      public static void main(String[] args) {
          RedTeaFactory redTeaFactory = new RedTeaFactory();
          Tea redTea = redTeaFactory.createTea();
          Food food1 = redTeaFactory.createFood();
          System.out.print("女朋友开始");
          redTea.drink();
          food1.eat();
      }
  }

抽象工厂模式除了具有工厂方法模式的优点外，其他主要优点如下。

• 可以在类的内部对产品族中相关联的多等级产品共同管理，而不必专门引入多个新的类来进行管理。
• 当增加一个新的产品族时不需要修改原代码，满足开闭原则。

其缺点是：当产品族中需要增加一个新的产品时，所有的工厂类都需要进行修改。

总结

无论是简单工厂模式，工厂方法模式，还是抽象工厂模式，他们都属于工厂模式，在形式和特点上也是极为相似的，他们的最终目的都是为了解耦。在使用时，我们不必去在意这个模式到底工厂方法模式还是抽象工厂模式，因为他们之间的演变常常是令人琢磨不透的。经常你会发现，明明使用的工厂方法模式，当新需求来临，稍加修改，加入了一个新方法后，由于类中的产品构成了不同等级结构中的产品族，它就变成抽象工厂模式了；而对于抽象工厂模式，当减少一个方法使的提供的产品不再构成产品族之后，它就演变成了工厂方法模式。

所以，在使用工厂模式时，只需要关心降低耦合度的目的是否达到了。