创建型模式2.抽象工厂模式

创建型模式

工厂方法模式（Factory Method Pattern）
抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）
建造者模式（Builder Pattern）
原型模式（Prototype Pattern）
单例模式（Singleton Pattern）

抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern） 是一种创建型设计模式，它提供了一种接口，用于创建一系列相关或相互依赖的对象，而不需要指定具体类。该模式的关键在于通过抽象化的工厂方法来生成具体的对象集合，确保这些对象在某一产品族内是兼容的。抽象工厂模式通常被用来处理一系列产品的创建，并且在这些产品之间需要保持一致性。

关键概念

AbstractFactory（抽象工厂）：定义创建一组相关对象的接口。
ConcreteFactory（具体工厂）：实现 AbstractFactory 接口，负责创建具体的产品对象。
AbstractProduct（抽象产品）：定义一类产品的接口。
ConcreteProduct（具体产品）：实现 AbstractProduct 接口，提供具体的产品实现。
Client（客户端）：通过使用 AbstractFactory 来创建产品对象，但无需关心具体工厂或产品的实现。

适用场景

产品族的需求：当系统需要从多个产品系列中选择时（比如不同操作系统的UI组件），可以使用抽象工厂模式。
产品之间存在依赖关系：当某些产品之间需要高度的协作，抽象工厂可以确保所有产品在同一产品族中兼容。
客户端需要独立于具体产品：客户端仅通过抽象工厂接口与产品交互，不关心具体产品的实现类。

优缺点分析

优点：

符合开闭原则：客户端不需要修改代码，只需要新增一个工厂类即可扩展功能。
产品族的统一性：所有产品都来自同一个工厂，因此确保它们在同一产品族中是兼容的。
提高系统的可扩展性：可以方便地增加新的产品族（即新类型的产品），只需要添加新的具体工厂和具体产品类。

缺点：

增加系统的复杂度：需要创建多个工厂类和产品类，导致系统的复杂性增加。
扩展困难：如果需要增加一个新产品类型，可能需要修改所有的工厂类和相关代码。

假设你经营一家家具公司，你的公司生产不同风格的家具：现代风格和传统风格。每种风格的家具包含不同的类型，比如桌子、椅子等。抽象工厂模式能够帮助我们在不修改客户端代码的情况下，灵活地生产各种风格的家具。

例子：家具工厂

1. 定义抽象产品接口

我们定义两类产品：桌子（Table）和椅子（Chair）。

// 抽象产品A（桌子）
public interface Table {
    void create();
}

// 抽象产品B（椅子）
public interface Chair {
    void create();
}

2. 定义具体产品类

每种风格的家具都有不同的实现类。例如，现代风格和传统风格的桌子和椅子会有所不同。

// 现代风格的桌子
public class ModernTable implements Table {
    @Override
    public void create() {
        System.out.println("Creating a modern table.");
    }
}

// 现代风格的椅子
public class ModernChair implements Chair {
    @Override
    public void create() {
        System.out.println("Creating a modern chair.");
    }
}

// 传统风格的桌子
public class TraditionalTable implements Table {
    @Override
    public void create() {
        System.out.println("Creating a traditional table.");
    }
}

// 传统风格的椅子
public class TraditionalChair implements Chair {
    @Override
    public void create() {
        System.out.println("Creating a traditional chair.");
    }
}

3. 定义抽象工厂接口

抽象工厂接口提供了创建家具的方法（创建桌子和椅子）。

// 抽象工厂接口
public interface FurnitureFactory {
    Table createTable();
    Chair createChair();
}

4. 定义具体工厂类

每个具体工厂类负责生产特定风格的家具。

// 现代风格的家具工厂
public class ModernFurnitureFactory implements FurnitureFactory {
    @Override
    public Table createTable() {
        return new ModernTable();
    }

    @Override
    public Chair createChair() {
        return new ModernChair();
    }
}

// 传统风格的家具工厂
public class TraditionalFurnitureFactory implements FurnitureFactory {
    @Override
    public Table createTable() {
        return new TraditionalTable();
    }

    @Override
    public Chair createChair() {
        return new TraditionalChair();
    }
}

5. 客户端代码

客户端通过抽象工厂来创建产品，而不需要关注具体产品的实现。

// 客户端代码
public class FurnitureShop {
    private Table table;
    private Chair chair;

    public FurnitureShop(FurnitureFactory factory) {
        // 使用工厂创建产品
        table = factory.createTable();
        chair = factory.createChair();
    }

    public void displayFurniture() {
        table.create();
        chair.create();
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 假设从外部配置获取客户需求
        String style = "Modern";  // 可以是 "Modern" 或 "Traditional"

        FurnitureFactory factory;
        if (style.equals("Modern")) {
            factory = new ModernFurnitureFactory();
        } else {
            factory = new TraditionalFurnitureFactory();
        }

        FurnitureShop shop = new FurnitureShop(factory);
        shop.displayFurniture();
    }
}