大白话抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）

实例分析

大白话工厂方法模式（Factory Method）一文中，我们讲解了日产4S店工厂规模的扩大，创建了针对不同车型的工厂，减少了工厂的工作内容，提高了效率。下面我们继续以4S店的故事讨论抽象工厂模式。

为了满足各个阶层的客户，日产公司推出了豪华系列品牌英菲尼迪，而且为了吸引客户购买，购车赠送行车记录仪，购买日产汽车赠送日产行车记录仪。购买英菲尼迪汽车赠送英菲尼迪行车记录仪。

通过上面的描述我们引出产品族和等级结构的定义。

产品族：即来自一个家族，比如英菲尼迪汽车和英菲尼迪行车记录仪都来自英菲尼迪家族，日产汽车和日产行车记录仪都来自日产家族。

等级结构：可以理解为相同的产品，比如英菲尼迪汽车和日产汽车处于同一个等级结构，英菲尼迪行车记录仪和日产行车记录仪处于同一个等级结构。

现在假设工厂分为日产工厂和英菲尼迪工厂，且汽车和行车记录仪都只有一种型号。日产工厂需要生产相同产品族的日产汽车和日产行车记录仪。英菲尼迪工厂需要生产相同产品族的英菲尼迪汽车和英菲尼迪行车记录仪。

通过对比，发现和工厂方法模式的区别为：

工厂方法模式针对的是一个产品等级结构，而抽象工厂模式则需要面对多个产品等级结构

代码如下：

代码片段1 汽车父类

/**
 * 汽车的父类
 * @author coderzcr
 */
public abstract class Car {
    String name;
    void printCar(){
        System.out.println(name+"汽车已制造完成");
    }
}

代码片段2 日产汽车

/**
 * 日产汽车
 * @author coderzcr
 */
public class NissanCar extends Car {
    NissanCar(){
        this.name = "日产";
    }
}

代码片段3 英菲尼迪汽车

/**
 * 英菲尼迪汽车
 * @author coderzcr
 */
public class InfinitiCar extends Car {
    InfinitiCar(){
        this.name = "英菲尼迪";
    }
}

代码片段4 行车记录仪父类

/**
 * 行车记录仪父类
 * @author coderzcr
 */
public abstract class DVR {
    String name;
    void printDVR(){
        System.out.println(name+"行车记录仪已制造完成");
    }
}

代码片段5 日产行车记录仪

/**
 * 日产行车记录仪
 * @author coderzcr
 */
public class NissanDVR extends DVR{
    NissanDVR(){
        this.name = "日产";
    }
}

代码片段6 英菲尼迪行车记录仪

/**
 * 英菲尼迪行车记录仪
 * @author coderzcr
 */
public class InfinitiDVR extends DVR {
    InfinitiDVR(){
        this.name = "英菲尼迪";
    }

}

代码片段7 工厂父类

/**
 * 工厂父类
 * @author coderzcr
 */
public abstract class AbstractFactory {
    abstract Car getCar();
    abstract DVR getDVR();
}

代码片段8 日产工厂

/**
 * 日产工厂
 * @author coderzcr
 */
public class NissanFactory extends AbstractFactory {
    @Override
    Car getCar() {
        return new NissanCar();
    }

    @Override
    DVR getDVR() {
        return new NissanDVR();
    }
}

代码片段9 英菲尼迪工厂

/**
 * 英菲尼迪工厂
 * @author coderzcr
 */
public class InfinitiFactory extends AbstractFactory {
    @Override
    Car getCar() {
        return new InfinitiCar();
    }

    @Override
    DVR getDVR() {
        return new InfinitiDVR();
    }
}

图1 类图

抽象工厂模式定义

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。

抽象工厂模式结构

图2抽象工厂模式类图

抽象工厂模式包含如下角色：

• AbstractFactory：抽象工厂
• ConcreteFactory：具体工厂
• AbstractProduct：抽象产品
• Product：具体产品

抽象工厂模式分析

优点分析

• 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”。

缺点分析

• 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）。

参考文献

1. 3. 抽象工厂模式(Abstract Factory) — Graphic Design Patterns
2. 设计模式（三）抽象工厂模式 · 写最好的设计模式专栏 · 看云