Java 设计模式之抽象工厂模式（三）

一、前言

上篇文章 《Java 设计模式之工厂模式（二）》，介绍了简单工厂模式和工厂方法模式，本篇将继续介绍工厂模式中的最后一个模式--抽象工厂模式。

二、简单介绍

抽象工厂模式是所有形态的工厂模式中最为抽象的。抽象工厂模式可以向客户端提供一个接口，使得客户端在不必指定产品的具体类型（不是指实现类）的情况下，能够创建多个产品族的产品对象。

产品族可以通入下图理解：

在上图中，有多个发动机、轮胎和座椅，它们都可以看作是单独的产品，我们将发动机、轮胎和座椅组成一个产品族，用于区分其他的发动机、轮胎和座椅。

每个产品族又可以划分成高端、中端和低端系列产品。

三、实现方式

我们现在通过代码实现不同产品族中每个产品的创建。我们以高端和低端产品族为例。

发动机接口和实现类：

public interface Engine {

void run();
}

class HighEndEngine implements Engine {

@Override
public void run() {
System.out.println("高端发动机，启动快");
}

}

class LowEndEngine implements Engine {
@Override
public void run() {
System.out.println("低端发动机，启动慢");
}
}

轮胎接口和实现类：

public interface Tyre {

void use();
}

class HighEndTyre implements Tyre {

@Override
public void use() {
System.out.println("高端轮胎，耐磨防滑");
}

}

class LowEndTyre implements Tyre {

@Override
public void use() {
System.out.println("低端轮胎，磨损大，易打滑");
}

}

座椅接口和实现类：

public interface Seat {

void feel();
}

class HighEndSeat implements Seat {

@Override
public void feel() {
System.out.println("高端座椅，坐着舒适");
}

}

class LowEndSeat implements Seat {

@Override
public void feel() {
System.out.println("低端座椅，坐旧难受");
}

}

工厂模式的前提：创建的实例通常都具有共同的父类，此处使用接口作为“父类”。

如果使用工厂方法模式，代码如下：

public interface EngineFactory {
Engine createEngine();
}

public interface TyreFactory {
Tyre createTyre();
}

public interface SeatFactory{
Seat createSeat();
}
...

发动机、轮胎、座椅 3 个产品需要创建 3 个抽象工厂与 6 个实现类（高端和低端）。

客户端调用：

public class Client {

public static void main(String[] args) {
EngineFactory ef = new HighEndEngineFactory();
Engine engine = ef.createEngine();

TyreFactory tf = new HighEndTyreFactory();
Tyre tyre = tf.createTyre();

SeatFactory sf = new HighEndEngineSeatFactory();
Seat seat = sf.createSeat();

}
}

如果需要拼装一辆高端的轿车，客户端需要创建 3 个高端的工厂获取发动机、轮胎和座椅才能完成需求。这样客户端就与多个类进行耦合，违反了迪米特法则。

假设，高端产品族新增一个安全锁的产品，我们又要新建相应的抽象工厂和子类工厂。项目结构的复杂度大大增加。

如果使用抽象工厂模式，我们站在产品族内部结构的角度思考，抽象工厂中方法对应产品结构，而具体工厂对应产品族中的各个产品，那么需求实现起来就轻松许多了。

工厂接口：

public interface CarFactory {

Engine createEngine();

Tyre createTyre();

Seat createSeat();
}

工厂实现类：

public class HighEndCarFactory implements CarFactory {

@Override
public Engine createEngine() {
return new HighEndEngine();
}

@Override
public Tyre createTyre() {
return new HighEndTyre();
}

@Override
public Seat createSeat() {
return new HighEndSeat();
}

}

public class LowEndCarFactory implements CarFactory {

@Override
public Engine createEngine() {
return new LowEndEngine();
}

@Override
public Tyre createTyre() {
return new LowEndTyre();
}

@Override
public Seat createSeat() {
return new LowEndSeat();
}

}

客户端调用：

public class Client {

public static void main(String[] args) {
CarFactory cf = new HighEndCarFactory();

Engine engine = cf.createEngine();

Tyre tyre = cf.createTyre();

Seat seat = cf.createSeat();
}
}

这种实现方式对应上文的内容：客户端在不必指定产品的具体类型（发动机、轮胎、座椅）的情况下，能够创建多个产品族的产品对象。当产品族中新增几个产品，只需创建产品类以及在对应的工厂类中添加对应的方法即可。

在使用设计模式时，很难遵循五大原则和一大法则。我们使用设计模式是为了让代码具有可复用性、可扩展性和灵活性。不能一味地守着这几个规定，从而限制自己对编程的想象和发挥。