我們在上一章節講了女媧造人的故事。人是造出來了，世界也熱鬧了，可是低頭一看，都是清一色的類型，缺少關愛、仇恨、喜怒哀樂等情緒，人類的生命太平淡了，女媧一想，猛然一拍腦袋，哇K！忘記給人類定義性別了，那怎么辦？抹掉重來，于是人類經過一次大洗禮，所有的人種都消滅掉了，世界又是空無一物，寂靜而又寂寞。

???? 由于女媧之前的準備工作花費了非常大的精力，比如準備黃土，準備八卦爐等，從頭開始建立所有的事物也是不可能的，那就想在現有的條件下重新造人，盡可能舊物利用嘛。先說人種（Product產品類）應該怎么改造呢？怎么才能讓人類有愛有恨呢？是神仙當然辦法的了，定義互斥的性別，然后在每個個體中埋下一顆種子：異性相吸，成熟后就一定會去找個異性（這就是我們說的愛情原動力）。從設計角度來看，一個具體的對象通過兩個坐標就可以確定：膚色和性別，如圖9-1所示。

圖9-1 膚色性別坐標圖

???? 產品類分析完畢了，生產的工廠類該（八卦爐）怎么改造呢？只有一個生產設備，要么生產出全都是男性，要么都是女性，那不行呀，這么大的翻天覆地的改造就是為了產生不同性別的人類。有辦法了！把目前已經有的生產設備——八卦爐拆開，于是女媧就使用了“八卦拷貝術”，把原先的八卦爐一個變兩個，并且略加修改，就成了女性八卦爐（只生產女性人種）和男性八卦爐（只生產男性人種），于是乎女媧就開始準備生產了，其類圖如圖9-2所示。

圖9-2 女媧重新生產人類

???? 這個類圖雖然大，但是比較簡單，Java的典型類圖，一個接口，多個抽象類，然后是N個實現類，每個人種都是一個抽象類，性別是在各個實現類中實現的。特別需要說明的是HumanFactory接口，在這個接口中定義了三個方法，分別用來生產三個不同膚色的人種，也就是我們在圖9-1中的Y坐標，它的兩個實現類分別是性別，也就是圖9-1中的X坐標，通過X坐標（性別）和Y坐標(膚色)唯一確定了一個生產出來的對象：什么性別的人種。我們來看相關的實現，Human接口如代碼清單9-1所示。

代碼清單9-1 人種接口

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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

public interface Human { //每個人種都有相應的顏色 public void getColor(); //人類會說話 public void talk(); //每個人都有性別 public void getSex(); }

???? 人種有三個抽象類，負責人種的抽象屬性定義：膚色和語言，白色人種、黑色人種、黃色人種分別如代碼清單9-2、9-3、9-4所示。

代碼清單9-2 白色人種

?

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

public abstract class AbstractWhiteHuman implements Human { //白色人種的顏色是白色的 public void getColor(){ System.out.println("白色人種的皮膚顏色是白色的！"); } //白色人種講話 public void talk() { System.out.println("白色人種會說話，一般都是但是單字節。"); } }

代碼清單9-3 黑色人種

?

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

public abstract class AbstractBlackHuman implements Human { public void getColor(){ System.out.println("黑色人種的皮膚顏色是黑色的！"); } public void talk() { System.out.println("黑人會說話，一般人聽不懂。"); } }

代碼清單9-4 黃色人種

?

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

public abstract class AbstractYellowHuman implements Human { public void getColor(){ System.out.println("黃色人種的皮膚顏色是黃色的！"); } public void talk() { System.out.println("黃色人種會說話，一般說的都是雙字節。"); } }

???? 每個抽象類都有兩個實現類，分別實現公共的最細節、最具體的事物：膚色和語言。具體的實現類膚色性別定義，以黃色女性人種為例，如代碼清單9-5所示。

代碼清單9-5 黃色女性人種

?

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

public class FemaleYellowHuman extends AbstractYellowHuman { //黃人女性 public void getSex() { System.out.println("黃人女性"); } }

???? 黃色男性人種如代碼清單9-6所示。

代碼清單9-6 黃色男性人種

?

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

public class MaleYellowHuman extends AbstractYellowHuman { //黃人男性 public void getSex() { System.out.println("黃人男性"); } }

???? 其他的黑色人種、白色人種的男性和女性的代碼與此類似，不再重復編寫。到此為止，我們已經把真實世界的人種都定義出來了，剩下的工作就是怎么制造人類。接口HumanFactory如代碼清單9-7所示。

代碼清單9-7 八卦爐定義

?

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

public interface HumanFactory { //制造一個黃色人種 public Human createYellowHuman(); //制造一個白色人種 public Human createWhiteHuman(); //制造一個黑色人種 public Human createBlackHuman(); }

???? 在接口中，我們看到八卦爐是可以生產出不同膚色人種的（當然了，女媧的失誤嘛），那它有多少個八卦爐呢？兩個，分別生產女性和男性，女性和男性八卦爐分別如代碼清單9-8和9-9所示。

代碼清單9-8 生產女性八卦爐

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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

public class FemaleFactory implements HumanFactory { //生產出黑人女性 public Human createBlackHuman() { return new FemaleBlackHuman(); } //生產出白人女性 public Human createWhiteHuman() { return new FemaleWhiteHuman(); } //生產出黃人女性 public Human createYellowHuman() { return new FemaleYellowHuman(); } }

代碼清單9-9 生產男性八卦爐

?

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

public class MaleFactory implements HumanFactory { //生產出黑人男性 public Human createBlackHuman() { return new MaleBlackHuman(); } //生產出白人男性 public Human createWhiteHuman() { return new MaleWhiteHuman(); } //生產出黃人男性 public Human createYellowHuman() { return new MaleYellowHuman(); } }

???? 人種有了，創建它的八卦爐也有了，我們就來重現一下當年女媧造人的光景，如代碼清單9-10所示。

代碼清單9-10 女媧重造人類

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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45

public class NvWa { public static void main(String[] args) { //第一條生產線，男性生產線 HumanFactory maleHumanFactory = new MaleFactory(); //第二條生產線，女性生產線 HumanFactory femaleHumanFactory = new FemaleFactory(); //生產線建立完畢，開始生產人了: Human maleYellowHuman = maleHumanFactory.createYellowHuman(); Human femaleYellowHuman = femaleHumanFactory.createYellowHuman(); System.out.println("---生產一個黃色女性---"); femaleYellowHuman.getColor(); femaleYellowHuman.talk(); femaleYellowHuman.getSex(); System.out.println("\n---生產一個黃色男性---"); maleYellowHuman.getColor(); maleYellowHuman.talk(); maleYellowHuman.getSex(); /* * ..... * 后面繼續創建 */ } }

???? 運行結果如下所示：

---生產一個黃色女性---

黃色人種的皮膚顏色是黃色的！

黃色人種會說話，一般說的都是雙字節。

黃人女性

---生產一個黃色男性---

黃色人種的皮膚顏色是黃色的！

黃色人種會說話，一般說的都是雙字節。

黃人男性

???? 各種膚色的男性、女性都制造出來了，兩性之間產生了相互吸引力，于是情感產生，這個世界就多了一種小說的題材“愛情”。我們回頭來想想我們的設計，不知道大家有沒有去過工廠，每個工廠分很多車間，每個車間又分多個生產線，分別生產不同的產品，我們可以把八卦爐比喻為車間，把八卦爐生產的工藝（生產白人、黑人還是黃人）稱之為生產線，如此來看就是一個女性生產車間，專門生產各種膚色的女性，一個是男性生產車間，專門生產各種膚色男性，生產完畢就可以在系統外組裝，什么是組裝？嘿嘿，自己思考！在這樣的設計下，各個車間和各條生產線的職責非常明確，在車間內各個生產出來的產品可以有耦合關系，你要知道世界上黑、黃、白人種的比例是：1:4:6，那這就需要女媧娘娘在燒制的就要做好比例，在一個車間內協調好。這就是抽象工廠模式。

9.2 抽象工廠模式的定義

???? 抽象工廠模式（Abstract Factory Pattern）是一種比較常用的模式，其定義如下：

Provide an interface for creating families of related or dependent objects without specifying their concrete classes。 為創建一組相關或相互依賴的對象提供一個接口，而且無需指定它們的具體類。

???? 抽象工廠模式的通用類圖如圖9-3所示。

圖9-3 抽象工廠模式通用類圖

???? 抽象工廠模式是工廠方法模式的升級版本，在有多個業務品種、業務分類時，通過抽象工廠模式產生需要的對象是一種非常好的解決方式。我們來看抽象工廠的通用源代碼，首先有兩個互相影響的產品線（也叫做產品族），例如制造汽車的左側門和右側門，這兩個應該是數量相等的——兩個對象之間的約束，每個型號的車門都是不一樣的，這是產品等級結構約束的，我們先看兩個產品族的類圖，如圖9-4所示。

圖9-4 抽象工廠模式通用源碼類圖

???? 注意類圖上的圈圈、框框相對應，兩個抽象的產品類可以有關系，例如共同繼承或實現一個抽象類或接口，其源代碼如代碼清單9-11所示。

代碼清單9-11 抽象產品類

?

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

public abstract class AbstractProductA { //每個產品共有的方法 public void shareMethod(){ } //每個產品相同方法，不同實現 public abstract void doSomething(); }

???? 兩個具體的產品實現類如代碼清單9-12、9-13所示。

代碼清單9-12 產品A1的實現類

?

1 2 3 4 5 6 7 8 9

public class ProductA1 extends AbstractProductA { public void doSomething() { System.out.println("產品A1的實現方法"); } }

代碼清單9-13 產品A2的實現類

?

1 2 3 4 5 6 7 8 9

public class ProductA2 extends AbstractProductA { public void doSomething() { System.out.println("產品A2的實現方法"); } }

???? 產品B與此類似，不再贅述。抽象工廠類AbstractCreator的職責是定義每個工廠要實現的功能，在通用代碼中，抽象工廠類定義了兩個產品族的產品創建，如代碼清單9-14所示。

代碼清單9-14 抽象工廠類

?

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

public abstract class AbstractCreator { //創建A產品家族 public abstract AbstractProductA createProductA(); //創建B產品家族 public abstract AbstractProductB createProductB(); }

???? 注意 有N個產品族，在抽象工廠類中就應該有N個創建方法。

???? 如何創建一個產品，則是有具體的實現類來完成的，Creator1和Creator2如代碼清單9-15、9-16所示。

代碼清單9-15 產品等級1的實現類

?

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

public class Creator1 extends AbstractCreator { //只生產產品等級為1的A產品 public AbstractProductA createProductA() { return new ProductA1(); } //只生產產品等級為1的B產品 public AbstractProductB createProductB() { return new ProductB1(); } }

代碼清單9-16 產品等級2的實現類

?

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

public class Creator2 extends AbstractCreator { //只生產產品等級為2的A產品 public AbstractProductA createProductA() { return new ProductA2(); } //只生產產品等級為2的B產品 public AbstractProductB createProductB() { return new ProductB2(); } }

???? 注意 有M個產品等級就應該有M個實現工廠類，在每個實現工廠中，實現不同產品族的生產任務。

???? 具體在業務如何的產生一個與實現無關的對象呢？如代碼清單9-17所示。

代碼清單9-17 場景類

?

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

public class Client { public static void main(String[] args) { //定義出兩個工廠 AbstractCreator creator1 = new Creator1(); AbstractCreator creator2 = new Creator2(); //產生A1對象 AbstractProductA a1 = creator1.createProductA(); //產生A2對象 AbstractProductA a2 = creator2.createProductA(); //產生B1對象 AbstractProductB b1 = creator1.createProductB(); //產生B2對象 AbstractProductB b2 = creator2.createProductB(); /* * 然后在這里就可以為所欲為了... */ } }

???? You See，在場景類中，沒有任何一個方法與實現類有關系，對于一個產品來說，我們只要知道它的工廠方法，就可以直接產生一個產品對象，無需關心它的實現類。

9.3抽象工廠模式的應用

9.3.1 抽象工廠模式的優點

• 封裝性，每個產品的實現類不是高層模塊要關系的，要關心的是什么？是接口，是抽象，它不關心對象是如何創建出來，這由誰負責呢？工廠類，只要知道工廠類是誰，我就能創建出一個需要的對象，省時省力，優秀設計就應該如此。
• 產品族內的約束為非公開狀態。例如生產男女比例的問題上，猜想女媧娘娘肯定有自己的打算，不能讓女盛男衰，否則女性的優點不就體現不出來了嗎？那在抽象工廠模式，就應該有這樣的一個約束：每生產1個女性，就同時生產出1.2個男性，這樣的生產過程對調用工廠類的高層模塊來說是透明的，它不需要知道這個約束，我就是要一個黃色女性產品就可以了，具體的產品族內的約束是在工廠內實現的。

9.3.2 抽象工廠模式的缺點

???? 抽象工廠模式的最大缺點就是產品族擴展非常困難，為什么這么說呢？我們以通用代碼為例，如果要增加一個產品C，也就是說有產品家族由原來的2個，增加到3個，看看我們的程序有多大改動吧！抽象類AbstractCreator要增加一個方法createProductC()，然后，兩個實現類都要修改，想想看，這在項目中的話，還這么讓人活！嚴重違反了開閉原則，而且我們一直說明抽象類和接口是一個契約，改變契約，所有與契約有關系的代碼都要修改，這段代碼叫什么？叫“有毒代碼”，——只要這段代碼有關系，就可能產生侵害的危險！

9.3.3 抽象工廠模式的使用場景

???? 抽象工廠模式的使用場景定義非常簡單：一個對象族（或是一組沒有任何關系的對象）都有相同的約束，則可以使用抽象工廠模式，什么意思呢？例如一個文本編輯器和一個圖片處理器，都是軟件實體，但是*nix下的文本編輯器和WINDOWS下的文本編輯器雖然功能和界面都相同，但是代碼實現是不同的，圖片處理器也是類似情況，也就是具有了共同的約束條件：操作系統類型，于是我們可以使用抽象工廠模式，產生不同操作系統下的編輯器和圖片處理器。

9.3.3.4 抽象工廠模式的注意實現

???? 在抽象工廠模式的缺點中，我們提到抽象工廠模式的產品族擴展比較困難，但是一定要清楚是產品族擴展困難，而不是產品等級，在該模式下，產品等級是非常容易擴展的，增加一個產品等級，只要增加一個工廠類負責新增加出來的產品生產任務即可，也就是說橫向擴展容易，縱向擴展困難。以人類為例子， 產品等級中只要男、女兩個性別，現實世界還有一種性別：雙性人，即使男人也是女人（俗語就是陰陽人），那我們要擴展這個產品等級也是非常容易的，增加三個產品類，分別對應不同的膚色，然后再創建一個工廠類，專門負責不同膚色人的雙性人的創建任務，完全通過擴展來實現的需求的變更，從這一點上看，抽象工廠模式是符合開閉原則的。

9.4最佳實踐

???? 一個模式在什么情況下才能夠使用，是很多讀者比較困惑的地方，抽象工廠模式是一個簡單的模式，使用的場景非常多，大家在軟件產品開發過程中，涉及到不同操作系統的時候，都可以考慮使用抽象工廠模式，例如一個應用，需要在三個不同平臺上運行：Windows、Linux、Android（Google發布的智能終端操作系統）上運行，你會怎么設計？分別設計三套不同的應用？非也非也，通過抽象工廠模式屏蔽掉操作系統對應用的影響。三個不同操作系統上的軟件功能、應用邏輯、UI都應該是非常類似，唯一不同的是調用不同的工廠方法，由不同的產品類去處理與操作系統交互的信息。

轉自：http://www.cnblogs.com/cbf4life/archive/2009/12/23/1630612.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的抽象工厂模式类图的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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