Java設計模式（二）之建立型模式：抽象工廠模式
例子背景：
隨著客戶的要求越來越高，寶馬車需要不同配置的空調和發動機等配件。於是這個工廠開始生產空調和發動機，用來組裝汽車。這時候工廠有兩個系列的產品:空調和發動機。寶馬320系列配置A型號空調和A型號發動機，寶馬230系列配置B型號空調和B型號發動機。
一、概念：
在工廠方法模式中，我們使用一個工廠建立一個產品，也就是說一個具體的工廠對應一個具體的產品。但是有時候我們需要一個工廠能夠提供多個產品物件，而不是單一的物件，這個時候我們就需要使用抽象工廠模式。
在講解抽象工廠模式之前，我們需要釐清兩個概念：
（1）產品等級結構：產品的等級結構也就是產品的繼承結構。例如一個為空調的抽象類，它有海爾空調、格力空調、美的空調等一系列的子類，那麼這個抽象類空調和他的子類就構成了一個產品等級結構。
（2）產品族：產品族是在抽象工廠模式中的。在抽象工廠模式中，產品族是指由同一個工廠生產的，位於不同產品等級結構中的一組產品。比如，海爾工廠生產海爾空調。海爾冰箱，那麼海爾空調則位於空調產品族中。
產品等級結構和產品族結構示意圖如下：
二、基本定義：
抽象工廠模式提供一個介面，用於建立相關或者依賴物件的家族，而不需要明確指定具體類。抽象工廠允許使用抽象的介面來建立一組相關的產品，而不需要關心實際產出的具體產品是什麼，這樣一來，客戶就可以從具體的產品中被解耦。
如寶馬320系列使用空調型號A和發動機型號A，而寶馬230系列使用空調型號B和發動機型號B，那麼使用抽象工廠模式，在為320系列生產相關配件時，就無需制定配件的型號，它會自動根據車型生產對應的配件型號A。
UML結構圖如下：
AbstractFactory：抽象工廠。抽象工廠定義了一個介面，所有的具體工廠都必須實現此介面，這個介面包含了一組方法用來生產產品。
ConcreteFactory：具體工廠。具體工廠是用於生產不同產品族。要建立一個產品，客戶只需要使用其中一個工廠完全不需要例項化任何產品物件。
AbstractProduct：抽象產品。這是一個產品家族，每一個具體工廠都能夠生產一整組產品。
Product：具體產品。
三、程式碼：
結合本例如下：
當每個抽象產品都有多於一個的具體子類的時候（空調有型號A和B兩種，發動機也有型號A和B兩種），工廠角色怎麼知道例項化哪一個子類呢？比如每個抽象產品角色都有兩個具體產品（產品空調有兩個具體產品空調A和空調B）。抽象工廠模式提供兩個具體工廠角色（寶馬320系列工廠和寶馬230系列工廠），分別對應於這兩個具體產品角色，每一個具體工廠角色只負責某一個產品角色的例項化。每一個具體工廠類只負責建立抽象產品的某一個具體子類的例項。
產品類：
//發動機以及型號
public interface Engine {
}
public class EngineA extends Engine{
public EngineA(){
System.out.println("製造-->EngineA");
}
}
public class EngineBextends Engine{
public EngineB(){
System.out.println("製造-->EngineB");
}
}
//空調以及型號
public interface Aircondition {
}
public class AirconditionA extends Aircondition{
public AirconditionA(){
System.out.println("製造-->AirconditionA");
}
}
public class AirconditionB extends Aircondition{
public AirconditionB(){
System.out.println("製造-->AirconditionB");
}
}
建立工廠類：
//建立工廠的介面
public interface AbstractFactory {
//製造發動機
public Engine createEngine();
//製造空調
public Aircondition createAircondition();
}
//為寶馬320系列生產配件
public class FactoryBMW320 implements AbstractFactory{
@Override
public Engine createEngine() {
return new EngineA();
}
@Override
public Aircondition createAircondition() {
return new AirconditionA();
}
}
//寶馬523系列
public class FactoryBMW523 implements AbstractFactory {
@Override
public Engine createEngine() {
return new EngineB();
}
@Override
public Aircondition createAircondition() {
return new AirconditionB();
}
}
客戶：
public class Customer {
public static void main(String[] args){
//生產寶馬320系列配件
FactoryBMW320 factoryBMW320 = new FactoryBMW320();
factoryBMW320.createEngine();
factoryBMW320.createAircondition();
//生產寶馬523系列配件
FactoryBMW523 factoryBMW523 = new FactoryBMW523();
factoryBMW320.createEngine();
factoryBMW320.createAircondition();
}
}
四、優缺點：
1、優點：
（1） 抽象工廠隔離了具體類的生成，是的客戶端不需要知道什麼被建立。所有的具體工廠都實現了抽象工廠中定義的公共介面，因此只需要改變具體工廠的例項，就可以在某種程度上改變整個軟體系統的行為。
（2）當一個產品族中的多個物件被設計成一起工作時，它能夠保證客戶端始終只使用同一個產品族中的物件。
2、缺點：
（1）新增新的行為時比較麻煩。如果需要新增一個新產品族物件時，需要更改介面及其下所有子類，這必然會帶來很大的麻煩。
五、使用場景：
（1）一個系統不應當依賴於產品類例項如何被建立、組合和表達的細節，這對於所有型別的工廠模式都是重要的。
（2）系統中有多於一個的產品族，而每次只使用其中某一產品族。
（3）屬於同一個產品族的產品將在一起使用，這一約束必須在系統的設計中體現出來。
（4）系統提供一個產品類的庫，所有的產品以同樣的接口出現，從而使客戶端不依賴於具體實現。
參考文章：