java設計模式【抽象工廠模式】

抽象工廠模式

抽象工廠模式是對簡單工廠模式的一個變種，它允許通過一個統一的介面來創建不同的產品實例，而無需指定具體的子類。在這個模式中，我們只關心產品的抽象介面，而將具體的產品實現留給子類去實現。這樣，我們可以通過創建不同的工廠對象來創建不同的產品實例，而無需關心它們實際實現的是哪個具體產品。

抽象工廠模式的實現分為以下幾個步驟：

1. 定義抽象產品介面：抽象工廠模式的核心是抽象產品介面，它定義了產品的基本結構和行為。
2. 定義具體工廠介面：具體工廠介面是實現抽象產品介面的工廠類，它們負責創建具體產品實例。
3. 定義工廠：每個具體工廠都是一個特定領域的工廠，它實現了抽象工廠介面，並提供了具體的產品實現。
4. 創建產品實例：使用抽象工廠介面，客戶端可以創建不同的產品實例，而無需指定具體的子類。

優缺點

優點:

1. 具體產品在應用層的代碼隔離，無需關係創建的細節。
2. 將一個系列的產品統一到一起創建，方便產品族的擴展。
3. 提供一個產品類的庫，所有的產品以同樣的介面出現，使得客戶端不依賴於具體實現。
4. 通過創建不同的工廠對象來創建不同的產品實例，無需關心它們實際實現的是哪個具體產品。

缺點:

1. 規定了所有可能被創建的產品集合，產品族中擴展新的產品困難。
2. 增加了系統的抽象性和理解難度。
3. 使用場景：客戶端（應用層）不依賴與產品類的實現等細節。
4. 需要大量的重覆代碼，增加了開發和維護的成本。

使用場景

1. 一個系統要獨立於它的產品的創建、組合和表示時。
2. 一個系統要由多個產品系列中的一個來配置時。
3. 需要強調一系列相關的產品對象的設計以便進行聯合使用時。
4. 提供一個產品類庫，而只想顯示它們的介面而不是實現時。
5. 產品之間相互關聯、相互依賴且相互約束的地方。

具體實現

以下以智能產品汽車和手機為例，繼承關係如下：

定義抽象工廠

/**
 * 智能產品抽象工廠
 */
public interface SmartProductFactory {

    ISmartPhone createSmartPhone();

    ISmartCar createSmartCar();

}

具體工廠

/**
 * @author physicx
 * @date 2023/5/17 上午11:18
 * @desc 華為工廠
 * Created with IntelliJ IDEA
 */
public class HuaweiFactory implements SmartProductFactory {
    @Override
    public ISmartPhone createSmartPhone() {
        return new HuaweiSmartPhone();
    }

    @Override
    public ISmartCar createSmartCar() {
        return new HuaweiSmartCar();
    }
}

/**
 * @author guogq
 * @date 2023/5/17 上午11:18
 * @desc 小米工廠
 * Created with IntelliJ IDEA
 */
public class XiaomiFactory implements SmartProductFactory {
    @Override
    public ISmartPhone createSmartPhone() {
        return new XiaomiSmartPhone();
    }

    @Override
    public ISmartCar createSmartCar() {
        return new XiaomiSmartCar();
    }
}

定義抽象產品

/**
 * 智能手機
 */
public interface ISmartPhone {

    void printInfo();

}

/**
 * 智能汽車
 */
public interface ISmartCar {
    void printInfo();
}

具體產品

/**
 * @author physicx
 * @date 2023/5/17 上午11:19
 * @desc 華為智能汽車
 * Created with IntelliJ IDEA
 */
public class HuaweiSmartCar implements ISmartCar {
    @Override
    public void printInfo() {
        System.out.println("華為智能汽車");
    }
}

/**
 * @author guogq
 * @date 2023/5/17 上午11:19
 * @desc 華為智能手機
 * Created with IntelliJ IDEA
 */
public class HuaweiSmartPhone implements ISmartPhone {
    @Override
    public void printInfo() {
        System.out.println("華為智能手機");
    }
}

/**
 * @author guogq
 * @date 2023/5/17 上午11:19
 * @desc 小米智能汽車
 * Created with IntelliJ IDEA
 */
public class XiaomiSmartCar implements ISmartCar {
    @Override
    public void printInfo() {
        System.out.println("小米智能汽車");
    }
}

/**
 * @author guogq
 * @date 2023/5/17 上午11:19
 * @desc 小米智能手機
 * Created with IntelliJ IDEA
 */
public class XiaomiSmartPhone implements ISmartPhone {
    @Override
    public void printInfo() {
        System.out.println("小米智能手機");
    }
}

客戶端調用

public static void main(String[] args) {
        HuaweiFactory huaweiFactory = new HuaweiFactory();
        huaweiFactory.createSmartPhone().printInfo();
        huaweiFactory.createSmartCar().printInfo();

        XiaomiFactory xiaomiFactory = new XiaomiFactory();
        xiaomiFactory.createSmartPhone().printInfo();
        xiaomiFactory.createSmartCar().printInfo();
    }

列印如下：

工廠方法模式和抽象工廠模式區別

工廠方法模式和抽象工廠模式都是創建型模式，區別如下：

1. 工廠方法模式只有一個抽象產品類，而抽象工廠模式有多個。
2. 工廠方法模式的具體工廠類只能創建一個具體產品類的實例，而抽象工廠模式可以創建多個。
3. 工廠方法模式的使用很簡單，只要繼承成子類，並實現工廠方法的工廠就可以了，而抽象工廠模式需要先實例化它，然後將它傳入一些針對抽象類型所寫的代碼中。
4. 工廠方法模式的優點是可以把一群相關的產品集合起來，而抽象工廠模式的優點是可以把一群相關的產品集合起來，並且創建整個產品家族的模式。

總之，工廠方法是由子類自行決定實例化那個類，而抽象工廠是自己決定實例化哪個類。至於是組合還是繼承還是實現介面都無所謂。根本區別在於是自己實例化還是子類實例化。

如果產品單一，只有一個產品等級結構適合使用工廠方法模式。如果存在多個產品等級，產品分類多個可以形成產品族合適使用抽象工廠模式。

補充說明

後續會依次更新 詳解java 23種設計模式，歡迎關註、交流、補充相關內容（如下）。