一、前言

上篇文章 《Java 设计模式之工厂模式(二)》,介绍了简单工厂模式和工厂方法模式,本篇将继续介绍工厂模式中的最后一个模式–抽象工厂模式。

二、简单介绍

抽象工厂模式是所有形态的工厂模式中最为抽象的。抽象工厂模式可以向客户端提供一个接口,使得客户端在不必指定产品的具体类型(不是指实现类)的情况下,能够创建多个产品族的产品对象。
产品族可以通入下图理解:

在上图中,有多个发动机、轮胎和座椅,它们都可以看作是单独的产品,我们将发动机、轮胎和座椅组成一个产品族,用于区分其他的发动机、轮胎和座椅。
每个产品族又可以划分成高端、中端和低端系列产品。

三、实现方式

我们现在通过代码实现不同产品族中每个产品的创建。我们以高端和低端产品族为例。
发动机接口和实现类:

public interface Engine {
    void run();
}
class HighEndEngine implements Engine {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("高端发动机,启动快");
    }
}
class LowEndEngine implements Engine {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("低端发动机,启动慢");
    }
}

轮胎接口和实现类:

public interface Tyre {
    void use();
}
class HighEndTyre implements Tyre {
    @Override
    public void use() {
        System.out.println("高端轮胎,耐磨防滑");
    }
}
class LowEndTyre implements Tyre {
    @Override
    public void use() {
        System.out.println("低端轮胎,磨损大,易打滑");
    }
}

座椅接口和实现类:

public interface Seat {
    void feel();
}
class HighEndSeat implements Seat {
    @Override
    public void feel() {
        System.out.println("高端座椅,坐着舒适");
    }
}
class LowEndSeat implements Seat {
    @Override
    public void feel() {
        System.out.println("低端座椅,坐旧难受");
    }
}

工厂模式的前提:创建的实例通常都具有共同的父类,此处使用接口作为“父类”。
如果使用工厂方法模式,代码如下:

public interface EngineFactory {
        Engine createEngine();
}
public interface TyreFactory {
    Tyre createTyre();
}
public interface SeatFactory{
    Seat createSeat();
}
...

发动机、轮胎、座椅 3 个产品需要创建 3 个抽象工厂与 6 个实现类(高端和低端)。
客户端调用:

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        EngineFactory ef = new HighEndEngineFactory();
        Engine engine = ef.createEngine();
        TyreFactory tf = new HighEndTyreFactory();
        Tyre tyre = tf.createTyre();
        SeatFactory sf = new HighEndEngineSeatFactory();
        Seat seat = sf.createSeat();
    }
}

如果需要拼装一辆高端的轿车,客户端需要创建 3 个高端的工厂获取发动机、轮胎和座椅才能完成需求。这样客户端就与多个类进行耦合,违反了迪米特法则。
假设,高端产品族新增一个安全锁的产品,我们又要新建相应的抽象工厂和子类工厂,项目结构的复杂度大大增加。因此,简单工厂模式和工厂方法模式只适用于创建某一类对象,对于产品族维度划分的产品创建的操作就显得繁琐了。
如果使用抽象工厂模式,我们站在产品族内部结构的角度思考,抽象工厂中方法对应产品结构,而具体工厂对应产品族中的各个产品,那么需求实现起来就轻松许多了。
工厂接口:

public interface CarFactory {
    Engine createEngine();
    Tyre createTyre();
    Seat createSeat();
}

工厂实现类:

public class HighEndCarFactory implements CarFactory {
    @Override
    public Engine createEngine() {
        return new HighEndEngine();
    }
    @Override
    public Tyre createTyre() {
        return new HighEndTyre();
    }
    @Override
    public Seat createSeat() {
        return new HighEndSeat();
    }
}
public class LowEndCarFactory implements CarFactory {
    @Override
    public Engine createEngine() {
        return new LowEndEngine();
    }
    @Override
    public Tyre createTyre() {
        return new LowEndTyre();
    }
    @Override
    public Seat createSeat() {
        return new LowEndSeat();
    }
}

客户端调用:

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        CarFactory cf = new HighEndCarFactory();
        Engine engine = cf.createEngine();
        Tyre tyre = cf.createTyre();
        Seat seat = cf.createSeat();
    }
}

这种实现方式对应上文的内容:客户端在不必指定产品的具体类型(发动机、轮胎、座椅)的情况下,能够创建多个产品族的产品对象。当产品族中新增几个产品,只需创建产品类以及在对应的工厂类中添加对应的方法即可。
在使用设计模式时,很难遵循五大原则和一大法则。我们使用设计模式是为了让代码具有可复用性、可扩展性和灵活性,不能一味地守着这几个规定,从而限制自己对编程的想象和发挥。因此,需要使用怎样的设计模式还得根据项目的实际需求来衡量选择。

作者:月光中的污点

来源:https://www.extlight.com/2017/11/08/Java-%E8%AE%BE%E8%AE%A1%E6%A8%A1%E5%BC%8F%E4%B9%8B%E6%8A%BD%E8%B1%A1%E5%B7%A5%E5%8E%82%E6%A8%A1%E5%BC%8F%EF%BC%88%E4%B8%89%EF%BC%89/