《设计模式入门》 3.抽象工厂模式

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，属于对象创建型模式。

抽象工厂模式和工厂方法模式类似都是由四部分组成：

抽象工厂（AbstractFactory）角色：担任这个角色的是抽象工厂模式的核心，是与应用系统的商业逻辑无关的。通常使用Java接口或者抽象Java类实现。所有的具体工厂必须实现这个Java接口或继承这个抽象的Java类。
具体工厂（Factory）角色：这个角色直接在客户端的调用下创建产品的实例，这个角色含有选择合适的产品对象的逻辑，而这个逻辑是与应用系统商业逻辑紧密相关的。
抽象产品（AbstractProduct）角色：担任这个角色的类是抽象工厂模式所创建的对象的父类，或它们共同拥有的接口。通常使用Java接口或者抽象Java类实现这一角色。
具体产品（Product）角色：抽象工厂模式所创建的任何产品对象都是一个具体的产品类的实例。这是客户端最终需要的东西，其内部一定充满了应用系统的商业逻辑。通常使用具体Java类实现这个角色。

与工厂方法模式不同的是，抽象工厂模式中的具体工厂不再是只能创建一种产品，一个具体的工厂可以创建一个产品族的产品。

简单来说就是在工厂方法模式上面更抽象了一层，这个我们举例说明

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还是生产手机的例子，我们需要生产小米，华为，苹果三种手机。这次我们把手机更加的细化：手机由电池，屏幕，还有操作系统构成，我们通过输入手机，在对应的工厂中实现创建手机，并更细化的拿到手机的配置信息。这时候我们需要考虑，不同的电池，屏幕，OS，都是不同的产品族，那么按照之前的工厂模式设计，我每一次来一个新的手机，都要重新去写一个创建手机的具体方法。这工作量很大，那么我们就把创建手机抽象出来，生产零件抽象出来。那么我不论是增加新的零件还是新的手机，都不会对我们的项目结构有过大的影响。

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抽象工厂角色：

抽象工厂为手机生产厂，我们定义为手机由电池，屏幕，还有操作系统构成。我们可以理解为这是一个手机组装的代工厂，这个代工厂不生产零件，他们只会根据手机的具体需求去拿到相应的零件进行组装。

package AbstractFactoryPattern;import AbstractFactoryPattern.dao.Battery;
import AbstractFactoryPattern.dao.OperationSystem;
import AbstractFactoryPattern.dao.PhoneScreen;/*** @author Zeyu Wan* @version 1.0.0* @ClassName SmartPhoneFactory.java* @Description 智能手机的构成方式* 仅仅定义生产同一族产品不同等级结构的产品接口，具体由子类工厂来实现* @createTime 2022年02月10日 17:15:00*/
public abstract class SmartPhoneFactory {/*** 手机屏幕* @return 手机屏幕*/public abstract PhoneScreen screen();/***操作系统* @return 操作系统*/public abstract OperationSystem os();/***电池* @return 电量*/public abstract Battery battery();
}

具体工厂角色：

我们通过具体的工厂组装具体的手机，可以简单理解为代工厂中手机具体的流水线：

苹果手机工厂类：

package AbstractFactoryPattern.factories;
import AbstractFactoryPattern.SmartPhoneFactory;
import AbstractFactoryPattern.dao.Battery;
import AbstractFactoryPattern.dao.OperationSystem;
import AbstractFactoryPattern.dao.PhoneScreen;
import AbstractFactoryPattern.dao.battery.BYD;
import AbstractFactoryPattern.dao.os.IOS;
import AbstractFactoryPattern.dao.screen.BOE;
import AbstractFactoryPattern.dao.screen.Corning;/*** @author Zeyu Wan* @version 1.0.0* @ClassName AppleFactory.java* @Description 苹果手机工厂类* @createTime 2022年02月14日 08:44:00*/
public class AppleFactory extends SmartPhoneFactory {@Overridepublic PhoneScreen screen() {return new Corning();}@Overridepublic OperationSystem os() {return new IOS();}@Overridepublic Battery battery() {return new BYD();}
}

华为手机工厂类：

package AbstractFactoryPattern.factories;import AbstractFactoryPattern.SmartPhoneFactory;
import AbstractFactoryPattern.dao.Battery;
import AbstractFactoryPattern.dao.OperationSystem;
import AbstractFactoryPattern.dao.PhoneScreen;
import AbstractFactoryPattern.dao.battery.BYD;
import AbstractFactoryPattern.dao.os.Android;
import AbstractFactoryPattern.dao.screen.BOE;/*** @author Zeyu Wan* @version 1.0.0* @ClassName HuaweiFactory.java* @Description 华为工厂类* @createTime 2022年02月14日 09:08:00*/
public class HuaweiFactory extends SmartPhoneFactory {@Overridepublic PhoneScreen screen() {return new BOE();}@Overridepublic OperationSystem os() {return new Android();}@Overridepublic Battery battery() {return new BYD();}
}

小米手机工厂类：

package AbstractFactoryPattern.factories;import AbstractFactoryPattern.SmartPhoneFactory;
import AbstractFactoryPattern.dao.Battery;
import AbstractFactoryPattern.dao.OperationSystem;
import AbstractFactoryPattern.dao.PhoneScreen;
import AbstractFactoryPattern.dao.battery.Samsung;
import AbstractFactoryPattern.dao.os.Android;
import AbstractFactoryPattern.dao.screen.Corning;
import SimpleFactoryPattern.factory.SimplePhoneFactory;/*** @author Zeyu Wan* @version 1.0.0* @ClassName XiaoMiFactory.java* @Description 小米手机工厂类* @createTime 2022年02月14日 09:06:00*/
public class XiaoMiFactory extends SmartPhoneFactory {@Overridepublic PhoneScreen screen() {return new Corning();}@Overridepublic OperationSystem os() {return new Android();}@Overridepublic Battery battery() {return new Samsung();}
}

抽象产品角色：

手机是由电池，屏幕，OS构成，但是我们存在不同的屏幕，不同的电池，和不同的OS。比如苹果使用的是IOS，小米使用的安卓。我们需要组装厂对需要的零件下订单，这就简单理解为下游零件厂的抽象类。

电池抽象类：

package AbstractFactoryPattern.dao;/*** @author Zeyu Wan* @version 1.0.0* @ClassName Battery.java* @Description 电池抽象类* @createTime 2022年02月10日 17:26:00*/
public abstract class Battery {/***电量*/public abstract void quantity();
}

操作系统抽象类：

package AbstractFactoryPattern.dao;/*** @author Zeyu Wan* @version 1.0.0* @ClassName OperationSystem.java* @Description 操作系统抽象类* @createTime 2022年02月10日 17:22:00*/
public abstract class OperationSystem {/***操作系统版本*/public abstract void  version();
}

屏幕抽象类：

package AbstractFactoryPattern.dao;/*** @author Zeyu Wan* @version 1.0.0* @ClassName PhoneScreen.java* @Description 手机屏幕抽象类* @createTime 2022年02月10日 17:21:00*/
public abstract class PhoneScreen {/***硬度等级*/public abstract void hardLevel();
}

具体产品（Product）角色

具体的产品就是上面的抽象类下的订单，也就是实际需要生产的具体对象。也就是具体的屏幕，OS等。

屏幕：

京东方屏幕：

package AbstractFactoryPattern.dao.screen;import AbstractFactoryPattern.dao.PhoneScreen;/*** @author admin* @version 1.0.0* @ClassName BOE.java* @Description 京东方屏幕* @createTime 2022年02月14日 08:49:00*/
public class BOE extends PhoneScreen {/*** @Description 构造函数*/public BOE(){System.out.println("BOE Screen");}@Overridepublic void hardLevel() {System.out.println("Level 8");}
}

康宁屏幕：

package AbstractFactoryPattern.dao.screen;import AbstractFactoryPattern.dao.PhoneScreen;/*** @author admin* @version 1.0.0* @ClassName Corning.java* @Description 康宁屏幕* @createTime 2022年02月14日 08:47:00*/
public class Corning extends PhoneScreen {/*** @Description 构造函数*/public Corning(){System.out.println("Corning Screen");}@Overridepublic void hardLevel() {System.out.println("Level 10");}
}

电池：

比亚迪电池：

package AbstractFactoryPattern.dao.battery;import AbstractFactoryPattern.dao.Battery;/*** @author Zeyu Wan* @version 1.0.0* @ClassName BYD.java* @Description 比亚迪电池* @createTime 2022年02月14日 08:51:00*/
public class BYD extends Battery {/*** @Description 构造函数*/public BYD(){System.out.println("BYD Battery");}@Overridepublic void quantity() {System.out.println("3200mAh");}
}

三星电池：

package AbstractFactoryPattern.dao.battery;import AbstractFactoryPattern.dao.Battery;/*** @author Zeyu Wan* @version 1.0.0* @ClassName Samsung.java* @Description 三星电池* @createTime 2022年02月14日 08:54:00*/
public class Samsung extends Battery {/*** @Description 构造函数*/public Samsung(){System.out.println("Samsung Battery");}@Overridepublic void quantity() {System.out.println("4100mAh");}
}

系统：

安卓系统：

package AbstractFactoryPattern.dao.os;import AbstractFactoryPattern.dao.OperationSystem;/*** @author Zeyu Wan* @version 1.0.0* @ClassName Android.java* @Description 安卓系统* @createTime 2022年02月14日 08:56:00*/
public class Android extends OperationSystem {/*** @Description 构造函数*/public Android(){System.out.println("Android System");}@Overridepublic void version() {System.out.println("Android 12");}
}

IOS系统：

package AbstractFactoryPattern.dao.os;import AbstractFactoryPattern.dao.OperationSystem;/*** @author Zeyu Wan* @version 1.0.0* @ClassName IOS.java* @Description IOS系统* @createTime 2022年02月14日 08:57:00*/
public class IOS extends OperationSystem {/*** @Description 构造函数*/public IOS(){System.out.println("IOS System");}@Overridepublic void version() {System.out.println("IOS 15");}
}

主函数

主函数下，我们不需要知道手机如何被创建、组合和表达，我们需要做的只是给代工厂下订单，代工厂就可以制造对应的手机了

package AbstractFactoryPattern;import AbstractFactoryPattern.dao.Battery;
import AbstractFactoryPattern.dao.OperationSystem;
import AbstractFactoryPattern.dao.PhoneScreen;
import AbstractFactoryPattern.factories.AppleFactory;
import AbstractFactoryPattern.factories.HuaweiFactory;
import AbstractFactoryPattern.factories.XiaoMiFactory;/*** @author Zeyu Wan* @version 1.0.0* @ClassName GetAbsPhone.java* @Description 主方法* @createTime 2022年02月14日 09:10:00*/
public class GetAbsPhone {public static void main(String[] args) throws Exception {String type = "IPhone13ProMax";SmartPhoneFactory phone = getPhone(type);getInfo(phone);}/*** @Description 创建手机的方法*/public static SmartPhoneFactory getPhone(String phone) throws Exception {if (!phone.isEmpty()){switch (phone){case "IPhone13ProMax":return new AppleFactory();case "HuaWeiP50":return new HuaweiFactory();case "XiaoMi11U":return new XiaoMiFactory();default:System.out.println("Create Error: Error Type");throw new Exception();}}else {System.out.println("Create Error: No Type Identify");throw new Exception();}}/*** @Description 获取对应的手机信息*/public static void getInfo(SmartPhoneFactory phone){System.out.println("屏幕信息:");PhoneScreen screen = phone.screen();screen.hardLevel();System.out.println("系统信息:");OperationSystem os = phone.os();os.version();System.out.println("电池信息:");Battery battery = phone.battery();battery.quantity();}
}

模式优点：

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抽象工厂中定义的那些公共接口，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。另外，应用抽象工厂模式可以实现高内聚低耦合的设计目的，因此抽象工厂模式得到了广泛的应用。
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。这对一些需要根据当前环境来决定其行为的软件系统来说，是一种非常实用的设计模式。
增加新的具体工厂和产品族很方便，无须修改已有系统，符合“开闭原则”。

模式缺点：

在添加新的产品对象时，难以扩展抽象工厂来生产新种类的产品，这是因为在抽象工厂角色中规定了所有可能被创建的产品集合，要支持新种类的产品就意味着要对该接口进行扩展，而这将涉及到对抽象工厂角色及其所有子类的修改，显然会带来较大的不便。
开闭原则的倾斜性（增加新的工厂和产品族容易，增加新的产品等级结构麻烦）

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