Java 设计模式 -- 抽象工厂模式

抽象工厂模式

在工厂方法模式中,每一个产品都对应一个工厂类,这么做会导致系统中存在太多的工厂类,增大了系统的开销,那么有没有一种方法,能够对这个问题进行优化呢?答案是有的,那就是抽象工厂模式,我们可以将一些相关的产品组成一个产品族,以减少工厂类,下面介绍一下两个概念

1.产品等级结构,也即产品的继承结构,一般来说居于不同等级结构的产品继承自同一个父类。就像一个汽车厂生产汽车,不管是 Audi 还是 BMW,都是继承自 父类 InterfaceCar 的,这个时候我们说Audi 和 BMW 属于同一个产品等级结构。

2.产品族,一般来说是指同一个工厂生产的不同产品等级结构的一组产品,比如说现在这个汽车厂要生产手机,而且手机的品牌为AudiPhone 和 BMWPhone,这个时候AudiPhone 和 AudiCar 就属于同一个产品族,而且二者不属于同一个产品等级结构。

下面来看看具体实现,首先是 父类Factory 和 各产品父类的定义

public interface Car {
    public void show();
}

public interface Phone {
    public void show();
}

public interface Factory {
    public Car createCar();
    public Phone createPhone();
}

从上述代码我们就已经看出抽象工厂模式与工厂方法模式的不同,因为抽象工厂模式的工厂类可控制一个产品族中任一产品的制造,而工厂方法模式中仅能控制一个产品的制造。下面来看看具体实现代码

public class AudiFactory implements Factory{

    @Override
    public Car createCar() {
        return new AudiCar();
    }

    @Override
    public Phone createPhone() {
        return new AudiPhone();
    }

}
public class AudiCar implements Car{

    @Override
    public void show() {
        System.out.println("AudiCar");
    }

}
public class AudiPhone implements Phone{

    @Override
    public void show() {
        System.out.println("AudiPhone");
    }

}

BMW 的工厂类和产品实现是类似的。这个时候只需要在主函数中声明你想要的那个产品族工厂类,就可以得到你想要的产品了。当然,如果不想频繁的修改源代码,也可以借助于xml,具体实现在上一篇工厂方法模式中已经做了详细讲述。

下面来分析一下抽象工厂模式,首先,引入产品族概念,相比于工厂方法模式,这种方法减少了工厂类的数量,减轻了系统的负荷,但是这也带来了一个工厂方法模式中不存在的问题,那就是如果我们想要向现有产品族中添加一个产品等级结构,该怎么办呢?比如说,现在Audi 产品族中有 AudiCar 和 AudiPhone,如果想添加AudiTV 或者 AudiComputer 呢?可想而知,这个时候我们必须到工厂类中去添加create() 方法,这就违背了开闭原则,当然这也是抽象工厂模式最大的缺点。所以,抽象工厂模式可以很简单的添加一个产品族,但是却不能够在不违背开闭原则的前提下添加产品等级结构。

当然上面的例子可能举的不够妥当,下面换一种说法,就像我们使用的Windows操作系统,它是可以更换主题的,当我们更换了主题以后,我们会发现电脑背景,鼠标按钮,提示声音等都发生了相应的变化,这是怎么实现的呢?当然可以利用抽象工厂模式来实现。
比如说,可以将Background,MouseStyle,Sounds等属性都放置在一个工厂类中,由这个工厂类进行统一创建,那么当我们更换主题时,也就是利用该工厂类将其负责创建的产品一次性全部创建,这个时候就不会出现更换错误。更换错误是什么意思?比如我更换了一个主题,结果 只更换了背景,鼠标样式和声音还是上一个主题的,还有更多类似的问题。解决此类问题,是抽象工厂模式最拿手的~

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