前面介绍的工厂方法模式中考虑的是一类产品的生产,如畜牧场只养动物、电视机厂只生成电视机、计算机软件学院只培养计算机软件专业的学生等。
同种类称为同等级,也就说说:工厂方法模式只考虑生产同等级的产品,但是在现实生活中许多工厂是综合型的工厂,能生产多等级(种类)的产品,如农场里即养动物又种植物,电器厂即生产电视机又生产洗衣机或者空调,大学既有软件专业又有生物专业等。
本节要介绍的抽象工厂模式将考虑多等级产品的生产,将同一个具体工厂所生产的位于不同等级的一组产品称为一个产品族。
定义
抽象工厂模式的定义:是一种为访问类提供一个创建一组相关或相互依赖对象的接口,且访问类无须指定所要产品的具体类就能得到同族的不同等级的产品的模式结构。
抽象工厂模式是工厂方法模式的升级版本,工厂方法模式只生产一个等级的产品,而抽象工厂模式可生产多个等级的产品。
使用抽象工厂模式一般要满足一下条件:
- 系统中有多个产品族,每个具体工厂创建同一族但属于不同等级结构的产品
-
优点
抽象工厂模式除了具有工厂方法模式的优点外,其他主要优点如下:
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族
- 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。结构
抽象工厂模式同工厂方法模式一样,也是由抽象工厂、具体工厂、抽象产品和具体产品等4个要素构成,但是抽象工厂中的方法和抽象产品都有多个。
抽象工厂模式的主要角色如下:
- 抽象工厂(AbstractFactory):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(ConcreteFactory):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,抽象工厂模式会有多个抽象产品
- 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
应用实例
抽象产品1:
public interface Product1 {
void show();
}
具体产品11,由具体工厂1进行生产的:
public class ConcreteProduct11 implements Product1 {
@Override
public void show() {
System.out.println("工厂1中的具体产品1");
}
}
具体产品12,由具体工厂2进行生产的:
public class ConcreteProduct12 implements Product1 {
@Override
public void show() {
System.out.println("工厂2中的具体产品1");
}
}
抽象产品2:
public interface Product2 {
void show();
}
具体产品21,由具体工厂1进行生产的:
public class ConcreteProduct21 implements Product2 {
@Override
public void show() {
System.out.println("工厂1中的具体产品2");
}
}
具体产品22,由具体工厂2进行生产的:
public class ConcreteProduct22 implements Product2 {
@Override
public void show() {
System.out.println("工厂2中的具体产品2");
}
}
抽象工厂:
public interface AbstractFactory {
Product1 newProduct1();
Product2 newProduct2();
}
具体工厂1:
public class ConcreteFactory1 implements AbstractFactory {
@Override
public Product1 newProduct1() {
return new ConcreteProduct11();
}
@Override
public Product2 newProduct2() {
return new ConcreteProduct21();
}
}
具体工厂2:
public class ConcreteFactory2 implements AbstractFactory {
@Override
public Product1 newProduct1() {
return new ConcreteProduct12();
}
@Override
public Product2 newProduct2() {
return new ConcreteProduct22();
}
}
测试:
public class Client {
public static void main(String[] args) {
AbstractFactory factory1 = new ConcreteFactory1();
factory1.newProduct1().show();
factory1.newProduct2().show();
AbstractFactory factory2 = new ConcreteFactory2();
factory2.newProduct1().show();
factory2.newProduct2().show();
}
}
扩展
抽象工厂模式的扩展有一定的 “开闭原则” 倾斜性:
- 当增加一个新的产品族时只需增加一个新的具体工厂,不需要修改原代码,满足开闭原则
- 当产品族中需要增加一个新种类的产品时,则所有的工厂类都需要进行修改,不满足开闭原则
另一方面,当系统中只存在一个等级结构的产品时,抽象工厂模式退化成工厂方法模式。