小谈设计模式（16）—抽象工厂模式

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主要对目前市面上常见的23种设计模式进行逐一分析和总结，希望有兴趣的小伙伴们可以看一下，会持续更新的。希望各位可以监督我，我们一起学习进步，加油，各位。

抽象工厂模式

抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）是一种创建型设计模式，它提供了一种封装一组相关或相互依赖对象创建的方式，而无需指定它们具体的类。

结构

抽象工厂（AbstractFactory）

声明一组创建产品对象的方法，每个方法对应一个具体产品类的创建。

具体工厂（ConcreteFactory）

实现抽象工厂接口，负责创建具体的产品对象。

抽象产品（AbstractProduct）

声明产品的共同接口，所有具体产品类都实现这个接口。

具体产品（ConcreteProduct）

实现抽象产品接口，定义具体产品的属性和行为。

适用情况

1

系统需要一组相关或相互依赖的产品对象，并希望统一创建它们。

2

系统不关心具体产品的创建过程，只关心产品的接口。

3

系统需要提供一个产品的类库，而不想暴露具体实现。

Java程序实现

首先，我们定义抽象产品接口：

public interface Shape {
    void draw();
}

然后，我们定义具体产品类实现抽象产品接口：

public class Circle implements Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("Inside Circle::draw() method.");
    }
}

public class Rectangle implements Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("Inside Rectangle::draw() method.");
    }
}

接下来，我们定义抽象工厂接口：

public interface ShapeFactory {
    Shape createShape();
}

然后，我们定义具体工厂类实现抽象工厂接口：

public class CircleFactory implements ShapeFactory {
    @Override
    public Shape createShape() {
        return new Circle();
    }
}

public class RectangleFactory implements ShapeFactory {
    @Override
    public Shape createShape() {
        return new Rectangle();
    }
}

最后，我们可以使用抽象工厂模式来创建具体产品对象：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ShapeFactory circleFactory = new CircleFactory();
        ShapeFactory rectangleFactory = new RectangleFactory();

        Shape circle = circleFactory.createShape();
        circle.draw();

        Shape rectangle = rectangleFactory.createShape();
        rectangle.draw();
    }
}

输出结果

Inside Circle::draw() method.
Inside Rectangle::draw() method.

程序分析

我们定义了抽象产品接口 Shape 和具体产品类 Circle 和 Rectangle。然后，我们定义了抽象工厂接口 ShapeFactory 和具体工厂类 CircleFactory 和 RectangleFactory。最后，我们使用抽象工厂模式创建了具体产品对象 Circle 和 Rectangle。

优缺点分析

优点

1

提供了一种方便的方式来创建一组相关的产品对象，使得客户端无需关心具体产品的创建细节，只需要通过抽象接口来使用产品。

2

客户端与具体产品类解耦，增强了系统的灵活性和可扩展性。可以方便地替换具体工厂类和产品类，而不影响客户端的代码。

3

符合开闭原则，增加新的产品族和产品等级结构时，只需要添加对应的具体工厂类和产品类，而不需要修改已有的代码。

缺点

1

增加了系统的复杂度和理解难度。由于抽象工厂模式涉及多个抽象接口和具体实现类，需要理解和管理的类和接口较多，增加了代码的复杂性。

2

当需要增加新的产品等级结构时，需要修改抽象工厂接口和所有具体工厂类，破坏了开闭原则。

3

当产品族中的产品种类非常多时，会导致具体工厂类的数量增加，增加了系统的维护成本。