23种设计模式（三）抽象工厂模式

三、抽象工厂模式

? 前面介绍的工厂方法模式中考虑的是一类产品的生产，如汽车厂商生产汽车，手机厂商生产手机。但是在生活中手机厂商不一定只生产手机，例如华为还生产路由器和电脑。很显然工厂模式是解决不了这一类问题的。

? 在这里可以引入产品族和产品等级的概念。正如下图，海尔 和 TCL 两个厂商，它们同时都能生产电视机和空调，在这里同一个厂商生产的系列就是一个产品族，而同种产品就是产品等级。工厂模式只能解决产品等级上的问题，而产品族则是由抽象工厂模式来解决。

3.1 抽象工厂模式的特点

抽象工厂模式除了拥有工厂模式的特点以外，还拥有：

• 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。

• 当需要产品族时，抽象工厂可以保证客户端始终只使用同一个产品的产品组。

• 抽象工厂增强了程序的可扩展性，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。

缺点：

• 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。增加了系统的抽象性和理解难度。

3.2 抽象工厂模式的实现

抽象工厂模式的主要角色如下。

• 抽象工厂（Abstract Factory）：提供了创建产品的接口，它包含多个创建产品的方法 newProduct()，可以创建多个不同等级的产品。

• 具体工厂（Concrete Factory）：主要是实现抽象工厂中的多个抽象方法，完成具体产品的创建。

• 抽象产品（Product）：定义了产品的规范，描述了产品的主要特性和功能，抽象工厂模式有多个抽象产品。

• 具体产品（ConcreteProduct）：实现了抽象产品角色所定义的接口，由具体工厂来创建，它同具体工厂之间是多对一的关系。
  

请看下面的实例，我们用小米和华为的例子来实现抽象工厂模式

/**
 * 抽象的产品工厂
 *
 * @author kimariyb
 */
public interface ProductFactory {
    /**
     * 生产手机
     * @return 生产的手机型号
     */
    PhoneProduct phoneProduct();

    /**
     * 生产路由器
     * @return 生产的路由器型号
     */
    RouterProduct routerProduct();
}

/**
 * 手机产品接口
 *
 * @author kimariyb
 */
public interface PhoneProduct {
    void start();
    void close();
    void call();
}

/**
 * 路由器接口
 *
 * @author kimariyb
 */
public interface RouterProduct {
    void start();
    void close();
    void sentWeb();
}

/**
 * 小米手机
 *
 * @author kimariyb
 */
public class XiaomiPhone implements PhoneProduct{
    @Override
    public void start() {
        System.out.println("小米手机开机");
    }

    @Override
    public void close() {
        System.out.println("小米手机关机");
    }

    @Override
    public void call() {
        System.out.println("小米手机打电话");
    }
}

/**
 * 华为手机
 *
 * @author kimariyb
 */
public class HuaweiPhone implements PhoneProduct{
    @Override
    public void start() {
        System.out.println("华为手机开机");
    }

    @Override
    public void close() {
        System.out.println("华为手机关机");
    }

    @Override
    public void call() {
        System.out.println("华为手机打电话");
    }
}

/**
 * 小米路由器
 *
 * @author kimariyb
 */
public class XiaomiRouter implements RouterProduct{

    @Override
    public void start() {
        System.out.println("小米路由器开机");
    }

    @Override
    public void close() {
        System.out.println("小米路由器关机");
    }

    @Override
    public void sentWeb() {
        System.out.println("小米路由器发送网络");
    }
}

/**
 * 华为路由器
 *
 * @author kimariyb
 */
public class HuaweiRouter implements RouterProduct{
    @Override
    public void start() {
        System.out.println("华为路由器开机");
    }

    @Override
    public void close() {
        System.out.println("华为路由器关机");
    }

    @Override
    public void sentWeb() {
        System.out.println("华为路由器发送网络");
    }
}

/**
 * 小米工厂
 * @author kimariyb
 */
public class XiaomiFactory implements ProductFactory{
    @Override
    public PhoneProduct phoneProduct() {
        return new XiaomiPhone();
    }

    @Override
    public RouterProduct routerProduct() {
        return new XiaomiRouter();
    }
}


/**
 * 华为工厂
 *
 * @author kimariyb
 */
public class HuaweiFactory implements ProductFactory{
    @Override
    public PhoneProduct phoneProduct() {
        return new HuaweiPhone();
    }

    @Override
    public RouterProduct routerProduct() {
        return new HuaweiRouter();
    }
}

简单的分析该实例，小米和华为都能生产手机和路由器，很显然这涉及到了产品族，需要使用抽象工厂模式来实现，下面是测试类以及结果。

/**
 * 用户
 *
 * @author kimariyb
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //小米手机
        PhoneProduct xiaomiPhone = new XiaomiFactory().phoneProduct();
        xiaomiPhone.start();
        xiaomiPhone.close();

        //华为路由器
        RouterProduct huaweiRouter = new HuaweiFactory().routerProduct();
        huaweiRouter.start();
        huaweiRouter.close();
    }
}