设计模式轻松学【五】抽象工厂模式

简介: 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。

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。

image.png

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。

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