抽象工厂模式详解 —— head first 设计模式
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项目实例
假设你有一家 pizza 店，你有很多种 pizza，要在系统中显示你所有 pizza 种类。实现这个功能并不难，使用普通方式实现：
public class PizzaStore { Pizza orderPizza(String type) { Pizza pizza = null; if (type.equals("cheese")) { pizza = new CheesePizza(); } else if (type.equals("clam")) { pizza = new ClamPizza(); } else if (type.equals("veggie")) { pizza = new VeggiePizza(); } pizza.prepare(); pizza.bake(); pizza.cut(); pizza.box(); return pizza; }
}
这种把选择披萨和制作过程全放在一起，如果新推出一款披萨就要修改 OrderPizza 方法，不符合开闭原则。
我们可已经这段变化的代码移到一个专门的类中，这个类只管创建 Pizza，我们将这个类的对象称之为“工厂”；
简单工厂（factory）
根据“将变化抽离并封装“的原则，我们可以将创建 pizza 实例这一块给抽离出来，因为这块后边可能会新增一些别的 pizza 类型，由一个对象来专职创建 pizza 对象。如果有一个 SimplePizzaFactory，那么 orderPizza() 就变成此对象的客户；
当客户下单，pizzaStore 调用 orderPizza() 的时候，就叫比萨工厂做一个，orderPizza() 只关心从工厂得到一个比萨；
public class SimplePizzaFactory { public PizzaCreatePizza(string pizzaType){ Pizza pizza = null; if(pizzaType.Equals("cheese")) pizza = newCheesePizza(); else if (pizzaType.Equals("pepperoni")) pizza = newPepperoniPizza(); else if(pizzaType.Equals("clam")) pizza = newCalmPizza(); else if(pizzaType.Equals("veggie")) pizza = newVeggiePizza(); return pizza; } }
接下来看下 Pizza 类：
public class Pizza { Pizza OrderPizza(stringpizzaType){ Pizza pizza; SimplePizzaFactory simplePizzaFactory = new SimplePizzaFactory();//生成pizza pizza =simplePizzaFactory.CreatePizza(pizzaType); pizza.prepare(); pizza.bake(); pizza.cut(); pizza.box(); return pizza; } }
这样的话，就可以遵循了把变化的部分抽象成一个类。下次需要变化，只需要对变化的类的部分做修改即可。
下面给出其UML图。
简单工厂的目的，主要负责实现生产对象的细节，根据订单来生产。每一个商店有对应着自己的工厂。在此，可以将 OrderPizza 是工厂的一个客户，当然还可以是其他类似的方法，比如 PizzaShopMenu 也可以是工厂的客户。客户就是为了获取工厂生成的对象。前者是为了卖给 people，后者是为了使用 Pizza 类获取其描述和价格等。这样遵循了找出变化的部分，将其封装到一个类中的原则，从而到达了复用的目的。
简单工厂之所以简单是因为它只根据需要，来生产出来指定的 Pizza。
特点：所有的产品都由一个工厂来生产。
上面的简单工厂并不是一个真正的模式，只是一种编程习惯，这个不能算工厂模式，不过也算是基本满足需求。
接下来我们来看看工厂方法的实现。
工厂方法
背景更新：
假如现在你要开分店，各种加盟商进来后，他们都要开发符合本地口味的 pizza，那就需要各个地方都有一个工厂，也就是每个地方继承 SimpleFactory类，但是每个工厂并不是完全使用你原来的烘培方法。或许，我们可以像 1 中那样利用简单的工厂，对应不同地区的加盟店创建不同的工厂。
这样做导致的另一个问题就是，不同的加盟店披萨的制作流程、方法可能不同，如何才能把加盟店和创建披萨捆绑在一起的同时又保持一定的弹性？
我们可以把 CreatePizza（）方法放回到 PizzaStore 中，但是要把它设置为抽象方法，然后为每一个区域加盟店创建一个 PizzaStore 的子类。
如下所示：
对应的代码如下：
public abstract class PizzaStore { public PizzaOrderPizza(string pizzaType) { Pizza pizza =CreatePizza(pizzaType); pizza.Prepare(); pizza.Bake(); pizza.Cut(); pizza.Box(); return pizza; } public abstract Pizza CreatePizza(string pizzaType); //把工厂对象移到该方法中，该方法为抽象方法 }
对应于两家分店的代码：
public class NYPizzaStore extends PizzaStore { @Override protected Pizza createPizza(String type) { if (type.equals("cheese")) { return new NYCheesePizza(); } return null; } } public class ChicagoPizzaStore extends PizzaStore { @Override protected Pizza createPizza(String type) { if (type.equals("cheese")) { return new ChicagoCheesePizza(); } return null; } }
我们需要建立一个 Pizza 实体类：
public abstract class Pizza { String name; //名称 String dough; //面团类型 String sauce; //酱料 ArrayList<String> toppings = new ArrayList<String>(); //作料 void prepare() { System.out.println("准备 " + name); System.out.println("揉面团..."); System.out.println("添加酱料..."); System.out.println("添加作料: "); for (int i = 0; i < toppings.size(); i++) { System.out.println(" " + toppings.get(i)); } } void bake() { System.out.println("烘烤25分钟"); } void cut() { System.out.println("把Pizza对角切片"); } void box() { System.out.println("把Pizza装盒子"); } public String getName() { return name; } }
然后需要一些具体的子类，下边定义两个子类：纽约风味的芝士披萨（NYStyleCheesePizza）、芝加哥风味的芝士披萨 (ChicageStyleCheesePizza)
public class NYStyleCheesePizza extends Pizza { public NYStyleCheesePizza() { name = "NY Style Sauce and Cheese Pizza"; dough = "Thin Crust Dough"; sauce = "Marinara Sauce"; toppings.add("Grated Reggiano Cheese"); } } public class ChicagoStyleCheesePizza extends Pizza { public ChicagoStyleCheesePizza() { name = "Chicago Style Deep Dish Cheese Pizza"; dough = "Extra Thick Crust Dough"; sauce = "Plum Tomato Sauce"; toppings.add("Shredded Mozzarella Cheese"); } //可以覆盖cut()方法 void cut() { System.out.println("Cutting the pizza into square slices"); } }
2.2 总结
所有工厂模式都用来封装对象创建，工厂方法模式通过让子类决定该创建的对象是什么，来达到将对象创建的过程封装的目的。
工厂方法模式定义了一个创建对象的接口，但由子类决定要实例化的类是哪一个，工厂方法让类把实例化推迟到子类。
创建者（Creator）类
产品类
简单工厂和工厂方法之间的差异？
简单工厂是在一个地方把所有的事都处理完了，然而工厂方法却是创建一个框架，让子类决定要如何实现。简单工厂的做法，可以将对象的创建封装起来，但是简单工厂不具备工厂方法的弹性，因为简单工厂不能变更正在创建的产品。
抽象工厂
创建工厂接口
回到上文的 Pizza 店，现在有新的需求，想要确保每家加盟店使用高质量的材料，打算创建一家生产原料的加工厂，并将原料送到各个加盟店。这个工厂负责创建原料家族中的每一种原料，工厂需要生产面团、酱料、芝士等。先为工厂定义一个接口，该接口负责所有原料：
public interface PizzaIngredientFactory { Dough CreateDough(); Sauce CreateSauce(); Cheese CreateCheese(); Veggies[] CreateVeggies(); Pepperoni CreatePepperoni(); Clams CreateClam(); }
创建一个原料厂
//具体原料工厂必须实现这个接口 public class NYPizzaIngredientFactory extends PizzaIngredientFactory { public Dough CreateDough() { return new ThinCrustDough(); } public Sauce CreateSauce() { return new MarinaraSauce(); } public Cheese CreateCheese() { return new ReggianoCheese(); } public Veggies[] CreateVeggies() { Veggies[] veggies = new Veggies[]{ new Garlic(), new Onion(), new Mushroom(), new RedPepper() }; return veggies; } public Pepperoni CreatePepperoni() { return new SlicedPepperoni(); } public Clams CreateClam() { return new FreshClams(); } }
重新抽象 Pizza 类
public abstract class Pizza { public string name; public Dough dough; public Sauce sauce; public Veggies[] veggies; public Cheese cheese; public Pepperoni pepperoni; public Clams clam; public ArrayList toppings = newArrayList(); public abstract void Prepare();//把Prepare（）方法声明成抽象，在这个方法中，我们需要收集Pizza所需的原材料，而这些原材料来自原料工厂。
public void Bake() { System.Console.WriteLine("Bakefor 25 minutes at 350"); } public void Cut() { System.Console.WriteLine("Cuttingthe pizza into diagonal slices"); } public void Box() { System.Console.WriteLine("Placepizza in official PizzaStore box"); } public string GetName() { return name; } }
重新实现 Pizza
public class NYStyleCheesePizza extends Pizza { PizzaIngredientFactory ingredientFactory;
public NYStyleCheesePizza(PizzaIngredientFactoryingredientFactory){
//制作Pizza需要工厂提供原材料，所以每个pizza类都需要从构造器中得到一个工厂，并将工厂存储在变量中 this.ingredientFactory =ingredientFactory; name = "NY StyleSauc and Cheese Pizza"; toppings.Add("GratedReggiano Cheese"); } public override void Prepare() { System.Console.WriteLine("Preparing" + name); dough = ingredientFactory.CreateDough(); sauce = ingredientFactory.CreateSauce(); cheese = ingredientFactory.CreateCheese(); } }
重新生产pizza
public class MYPizzaStore extends PizzaStore { public override Pizza CreatePizza(string type) { Pizza pizza=null; PizzaIngredientFactory ingredientFactory= new NYPizzaIngredientFactory(); switch(type) { case "cheese": pizza = new NYStyleCheesePizza(ingredientFactory); break; case "veggie": pizza=new NYStyleVeggiePizza(ingredientFactory); break; case "clam": pizza=new NYStyleClamPizza(ingredientFactory); break; case "pepperoni": pizza=new NYStylePepperoniPizza(ingredientFactory); break; } return pizza; } }
通过这一系列的操作，我们引入了新类型的工厂，也就是所谓的“抽象工厂”，来创建 pizza 原来家族。通过抽象工厂所提供的接口创建产品家族，利用这个接口书写代码，我们的代码将从实际工厂解耦，以便在不同上下文中实现各式各样的工厂，制造出各种不同的产品。
定义抽象工厂模式
抽象工厂模式提供一个接口，用于创建相关或依赖对象家族，而且不需要致命具体类。
抽象工厂模式允许客户使用抽象的接口来创建一组相关的产品，而不需要知道实际产出的具体产品是什么，客户就从具体的产品中被解耦。
抽象工厂与工厂方法的对比
抽象工厂和工厂方法都是负责创建对象。
抽象工厂是通过对象的组合
定义了一个创建对象的接口，但由于子类决定要实例化的类是哪一个，工厂方法让类把实例化推迟到子类。
所以利用工厂方法创建对象时，需要扩展一个类，并覆盖它的工厂方法。
整个工厂方法模式，只不过就是通过子类来创建对象，这种做法，客户只需要知道他们所使用的抽象类型就可以了，而由子类负责决定具体类型。将客户从具体类型中解耦。
工厂方法是继承。
抽象工厂方法是将一群相关的产品集合起来，用于创建相关或依赖对象的家族，而不需要明确指定具体类。
