抽象原廠模式

2018年8月24日17:20:30

抽象原廠模式定義

借我一隻晨光的鉛筆，明天就還給你。

現在我可以還你晨光的鉛筆了，你早已不在了，明天還是明天。

抽象原廠模式（Abstract Factory），提供一個建立一系列相關或相互依賴對象的介面，而無需指定它們具體的類。——《設計模式：可複用物件導向軟體的基礎》

使用情境

首先要來認識兩個新概念：產品族和產品等級結構 。

產品族，是指不同產品等級結構中，功能相關的產品組成的家族。

產品等級結構, 即產品的繼承結構，繼承（或實現）同一抽象產品的具體產品屬於同一產品等級結構。

在後面的程式碼範例中，晨光文具和真彩文具是兩個產品族，繼承（或實現）鉛筆抽象產品的晨光鉛筆和真彩鉛筆是一個產品等級結構，繼承（或實現）橡皮抽象產品的晨光鉛筆和真彩鉛筆是另一個產品等級結構。【這個我用了繼承（或實現）是因為Java中有介面是實現的，抽象類別是繼承的，抽象產品既可以是介面，也可以是抽象類別，為了不誤導我自己，特意加上。】例子還有：Intel的主板、晶片集、CPU是一個產品族，AMD的主板、晶片集、CPU也是一個產品族，而這裡有三個產品等級結構，分別是：主板、晶片集、CPU。

想程式碼範例的時候，想我們經常用的東西，就想到了文具，想到了晨光和真彩。查了一下，沒想到小小文具，營業額超十億。

現在我們的目標是先賺他一個億，開一家部落格園文具（產品族），產品等級結構呢，他們都有，我們直接繼承（或實現）他們的抽象產品類就好了，多方便。這就是抽象原廠模式的好處。增加一個產品族，不用破壞原來代碼結構，符合開閉原則。

但是只有老產品，沒有什麼競爭力，要不我們增加一個新產品即新的產品等級結構，暫時就是碼農作弊專用智能筆，幫你輕鬆應對筆試，這時我們就要在部落格園文具（產品族）添加新成員，需要在部落格園文具具體工廠類中添加相關建立新產品的代碼，不符合開閉原則。這就是抽象原廠模式的缺點了。

綜上所述，結合其他情況，以下情況可以使用抽象原廠模式：

1、一個系統不應當依賴於產品執行個體如何被建立、組合和表達的細節，這對於所有類型的原廠模式都是重要的。

2、系統有多於一個的產品，且每次只使用其中一個產品族。

3、屬於同一產品族的產品將在一起使用，這一約束應該在系統設計中體現出來。

4、所有產品以自己繼承（或實現）的介面出現，從而用戶端不依賴於具體實現。

第1點，毋庸置疑。第2點和第3點，說的是我選擇晨光文具，我使用的就是晨光的鉛筆就要使用晨光的橡皮，要配套使用，不能是我使用了晨光的鉛筆卻使用真彩的橡皮。這個約束在這個例子看起來有點牽強，但是想一下這樣的情境：期末考試要同一文具，有兩種選擇，一種是晨光，一種是真彩，他們是配套的，晨光的鉛筆配晨光的橡皮，真彩的鉛筆配真彩的橡皮，這樣就舒服了。第4點，面向介面編程，降低耦合。

第2點和第3點，用上面提到的Intel、AMD產品族更貼切，Intel的CPU是無法和AMD的主板匹配的，AMD的CPU也無法和Intel的主板匹配，所以組裝電腦的時候，就預設有這個約束：只能使用同一個產品族中的產品。

關於抽象原廠模式的起源，是用於建立分屬於不同作業系統的視窗構建。比如：命令按鍵（Button）與文字框（Text)都是視窗構建，在UNIX作業系統的視窗環境和Windows作業系統的視窗環境中，這兩個構建有不同的本地實現，它們的細節有所不同。視窗構建時，只能選擇一個作業系統的Button和Text，如果不是，兩個作業系統都用不了，我要這視窗有何用？

角色

抽象工廠角色（Abstract Factory）：具體工廠（產品族）公用介面

具體工廠角色（Concrete Factory）：產品族

抽象產品角色（Abstract Product）：產品等級結構

具體產品角色（Concrete Product）：產品

圖示

程式碼範例

程式碼範例類依賴關係圖：

抽象工廠角色（AbstractFactory.java）

public interface AbstractFactory {    public Pencil createPencil();    public Eraser createEraser();}

具體工廠角色（ChenGuangFactory.java、TrueColorFactory.java）

// 晨光工廠public class ChenGuangFactory implements AbstractFactory {    @Override    public Pencil createPencil() {        return new ChenGuangPencil();    }    @Override    public Eraser createEraser() {        return new ChenGuangEraser();    }}// 真彩工廠public class TrueColorFactory implements AbstractFactory{    @Override    public Pencil createPencil() {        return new TrueColorPencil();    }    @Override    public Eraser createEraser() {        return new TrueColorEraser();    }}

抽象產品角色（Pencil.java、Eraser.java）

// 鉛筆public interface Pencil {    public void draw();}// 橡皮public interface Eraser {    public void erase();}

具體產品角色（ChenGuangPencil.java、TrueColorPencil.java、ChenGuangEraser.java、TrueColorEraser.java）

// 晨光鉛筆public class ChenGuangPencil implements Pencil {    @Override    public void draw() {        System.out.println("用晨光鉛筆畫圖。");    }}// 真彩鉛筆public class TrueColorPencil implements Pencil {    @Override    public void draw() {        System.out.println("用真彩鉛筆畫圖。");    }}// 晨光橡皮public class ChenGuangEraser implements Eraser {    @Override    public void erase() {        System.out.println("用晨光橡皮擦除晨光鉛筆畫的圖。");    }}// 真彩橡皮public class TrueColorEraser implements Eraser {    @Override    public void erase() {        System.out.println("用真彩橡皮擦除真彩鉛筆畫的圖。");    }}

測試類別（AbstractFactoryTest.java）

public class AbstractFactoryTest {    public static void main(String[] args) {        // 1、晨光        AbstractFactory factory = new ChenGuangFactory();        Pencil pencil = factory.createPencil();        pencil.draw(); // 用晨光鉛筆畫圖。        Eraser eraser = factory.createEraser();        eraser.erase(); // 用晨光橡皮擦除晨光鉛筆畫的圖。                // 2、真彩        AbstractFactory factoryT = new TrueColorFactory();        Pencil pencilT = factoryT.createPencil();        pencilT.draw(); // 用真彩鉛筆畫圖。        Eraser eraserT = factoryT.createEraser();        eraserT.erase(); // 用真彩橡皮擦除真彩鉛筆畫的圖。    }}

測試結果：

優點

1、擁有簡單原廠模式、Factory 方法模式一樣的優點：用戶端不需要知道對象被建立的細節

2、當產品族中多個對象被設計成一起工作時，它能保證用戶端始終只使用同一個產品族中的產品。

3、增加產品族，符合開閉原則。

缺點

1、增加產品等級結構時，不符合開閉原則。

總結

抽象原廠模式在Factory 方法模式的基礎上，增添了產品族和產品等級結構的概念，以及只使用同一個產品族中的約束，使得抽象原廠模式符合現實生活中的某些情境，成為實用的設計模式，再加上抽象原廠模式實現高內聚低耦合，也為其廣泛應用提供基礎。

完

（給晨光和真彩做廣告，是不是應該收點廣告費？？？）

參考：

《JAVA與模式》之抽象原廠模式

2018年8月25日18:31:58