设计模式——抽象工厂模式【Abstract Factory Pattern】

好了，我们继续上一节课，上一节讲到女娲造人，人是造出来了，世界时热闹了，可是低头一看，都是清一色的类型，缺少关爱、仇恨、喜怒哀乐等情绪，人类的生命太平淡了，女娲一想，猛然一拍脑袋，Shit！忘记给人类定义性别了，那怎么办？抹掉重来，然后就把人类重新洗牌，准备重新开始制造人类。
由于先前的工作已经花费了很大的精力做为铺垫，也不想从头开始了，那先说人类（Product产品类）怎么改吧，好，有了，给每个人类都加一个性别，然后再重新制造，这个问题解决了，那八卦炉怎么办？只有一个呀，要么生产出全都是男性，要不都是女性，那不行呀，有了，把已经有了一条生产线——八卦炉（工厂模式中的Concrete Factory）拆开，于是女娲就使用了“八卦拷贝术”，把原先的八卦炉一个变两个，并且略加修改，就成了女性八卦炉（只生产女性，一个具体工厂的实现类）和男性八卦炉（只生产男性，又一个具体工厂的实现类），这个过程的类图如下：
先看人类（也就是产品）的类图：



这个类图也比较简单，Java的典型类图，一个接口，几个抽象类，然后是几个实现类，没啥多说的，其中三个抽象类在抽象工厂模式中是叫做产品等级，六个实现类是叫做产品族，这个也比较好理解，实现类嘛是真实的产品，一个叫产品，多了就叫产品族，然后再看工厂类：



其中抽象工厂只实现了一个createHuman的方法，目的是简化实现类的代码工作量，这个在讲代码的时候会说。这里还使用了Jdk 1.5的一个新特性Enum类型，其实这个完全可以类的静态变量来实现，但我想既然是学习就应该学有所获得，即使你对这个模式非常了解，也可能没用过Enum类型，也算是一个不同的知识点吧，我希望给大家讲解，每次都有新的技术点提出来，每个人都会有一点的收获就足够了，然后在具体的项目中使用时，知道有这个技术点，然后上baidu狗狗一下就能解决问题。话题扯远了，我们继续类图，完整的类图如下，这个看不大清楚，其实就是上面那两个类图加起来，大家可以看源码中的那个类图文件：



然后类图讲解完毕，我们来看程序实现：

package abstractfactory.pattern;
/**
* 定义一个人类的统称，问题出来了，刚刚定义的时候忘记定义性别了
*/
public interface Human {
//人是愉快的，会笑的，本来是想用smile表示，想了一下laugh更合适，好长时间没有大笑了；
public void laugh();
//人类还会哭，代表痛苦
public void cry();
//人类会说话
public void talk();
//定义性别
public void sex();
}

人类的接口定义好，然后根据接口创建三个抽象类，也就是三个产品等级，实现laugh()、cry()、talk()三个方法，以AbstractYellowHuman为例：

package abstractfactory.pattern;
/**
* 为什么要修改成抽象类呢？要定义性别呀
*/
public abstract class AbstractYellowHuman implements Human {
public void cry() {
System.out.println("黄色人类会哭");
}
public void laugh() {
System.out.println("黄色人类会大笑，幸福呀！");
}
public void sex() {
System.out.println("黄色人类会说话，一般说的都是双字节");
}
}

其他的两个抽象类AbstractWhiteHuman和AbstractgBlackHuman与此类似的事项方法，不再通篇拷贝代码，大家可以看一下源代码。算了，还是拷贝，反正是电子档的，不想看就往下翻页，也成就了部分“懒人”，不用启动Eclipse，还要把源码拷贝进来：

白种人的抽象类：

package abstractfactory.pattern;
/**
* 白色人人类
*/
public abstract class AbstractWhiteHuman implements Human {
public void cry() {
System.out.println("白色人类会哭");
}
public void laugh() {
System.out.println("白色人类会大笑，侵略的笑声");
}
public void sex() {
System.out.println("白色人类会说话，一般都是但是单字节！");
}
}

黑种人的抽象类：

package abstractfactory.pattern;
/**
* 黑色人类
*/
public abstract class AbstractBlackHuman implements Human {
public void cry() {
System.out.println("黑人会哭");
}
public void laugh() {
System.out.println("黑人会笑");
}
public void sex() {
System.out.println("黑人可以说话，一般人听不懂");
}
}

三个抽象类都实现完毕了，然后就是些实现类了。其实，你说抽象类放这里有什么意义吗？就是不允许你new出来一个抽象的对象呗，使用非抽象类完全就可以代替，呵呵，杀猪杀尾巴，各有各的杀法，不过既然进了Java这个门就要遵守Java这个规矩，我们看实现类：

女性黄种人的实现类：

package abstractfactory.pattern;
/**
* 女性黄种人
*/
public class YellowFemaleHuman extends AbstractYellowHuman {
public void talk() {
System.out.println("该黄种人的性别为女...");
}
}

男性黄种人的实现类：

package abstractfactory.pattern;
/**
* 男性黄种人
*/
public class YellowMaleHuman extends AbstractYellowHuman {
public void talk() {
System.out.println("该黄种人的性别为男....");
}
}

女性白种人的实现类：

package abstractfactory.pattern;
/**
* 女性白种人
*/
public class WhiteFemaleHuman extends AbstractWhiteHuman {
public void talk() {
System.out.println("该白种人的性别为女....");
}
}

男性白种人的实现类：

package abstractfactory.pattern;
/**
* 男性白种人
*/
public class WhiteMaleHuman extends AbstractWhiteHuman {
public void talk() {
System.out.println("该白种人的性别为男....");
}
}

女性黑种人的实现类：

package abstractfactory.pattern;
/**
* 女性黑种人
*/
public class BlackFemaleHuman extends AbstractBlackHuman {
public void talk() {
System.out.println("该黑种人的性别为女...");
}
}

男性黑种人的实现类：

package abstractfactory.pattern;
/**
* 男性黑种人
*/
public class BlackMaleHuman extends AbstractBlackHuman {
public void talk() {
System.out.println("该黑种人的性别为男...");
}
}

抽象工厂模式下的产品等级和产品族都已经完成，也就是人类以及产生出的人类是什么样子的都已经定义好了，下一步就等着工厂开工创建了，那我们来看工厂类。 在看工厂类之前我们先看那个枚举类型，这个是很有意思的：

package abstractfactory.pattern;
/**
* 世界上有哪些类型的人，列出来
*/
public enum HumanEnum {
//把世界上所有人类型都定义出来
YellowMaleHuman("abstractfactory.pattern.YellowMaleHuman"),
YellowFemaleHuman("abstractfactory.pattern.YellowFemaleHuman"),
WhiteFemaleHuman("abstractfactory.pattern.WhiteFemaleHuman"),
WhiteMaleHuman("abstractfactory.pattern.WhiteMaleHuman"),
BlackFemaleHuman("abstractfactory.pattern.BlackFemaleHuman"),
BlackMaleHuman("abstractfactory.pattern.BlackMaleHuman");
private String value = "";
//定义构造函数，目的是Data(value)类型的相匹配
private HumanEnum(String value){
this.value = value;
}
public String getValue(){
return this.value;
}
}

然后，我们看我们的工厂类，先看接口：

package abstractfactory.pattern;
/**
* 这次定一个接口，应该要造不同性别的人，需要不同的生产线
*/
public interface HumanFactory {
//制造黄色人类
public Human createYellowHuman();
//制造一个白色人类
public Human createWhiteHuman();
//制造一个黑色人类
public Human createBlackHuman();
}

然后看抽象类：

package abstractfactory.pattern;

/**
* 编写一个抽象类，根据enum创建一个人类出来
*/
public abstract class AbstractHumanFactory implements HumanFactory {
/*
* 给定一个性别人类，创建一个人类出来专业术语是产生产品等级
*/
protected Human createHuman(HumanEnum humanEnum) {
Human human = null;
// 如果传递进来不是一个Enum中具体的一个Element的话，则不处理
if (!humanEnum.getValue().equals("")) {
try {
// 直接产生一个实例
human = (Human) Class.forName(humanEnum.getValue())
.newInstance();
} catch (Exception e) {
// 因为使用了enum，这个种异常情况不会产生了，除非你的enum有问题；
e.printStackTrace();
}
}
return human;
}
}

大家自己看程序领会，没多大难度，这个抽象类的目的就是减少下边实现类的代码量，我们看实现类：

男性工厂，只创建男性：

package abstractfactory.pattern;
/**
* 男性创建工厂
*/
public class MaleHumanFactory extends AbstractHumanFactory {
//创建一个男性黑种人
public Human createBlackHuman() {
return super.createHuman(HumanEnum.BlackMaleHuman);
}
//创建一个男性白种人
public Human createWhiteHuman() {
return super.createHuman(HumanEnum.WhiteMaleHuman);
}
//创建一个男性黄种人
public Human createYellowHuman() {
return super.createHuman(HumanEnum.YellowMaleHuman);
}
}

女性工厂，只创建女性：

package abstractfactory.pattern;
/**
* 女性创建工厂
*/
public class FemaleHumanFactory extends AbstractHumanFactory {
//创建一个女性黑种人
public Human createBlackHuman() {
return super.createHuman(HumanEnum.BlackFemaleHuman);
}
//创建一个女性白种人
public Human createWhiteHuman() {
return super.createHuman(HumanEnum.WhiteFemaleHuman);
}
//创建一个女性黄种人
public Human createYellowHuman() {
return super.createHuman(HumanEnum.YellowFemaleHuman);
}
}

产品定义好了，工厂也定义好了，万事俱备只欠东风，那咱就开始造吧，哦，不对，女娲开始造人了：

package abstractfactory.pattern;
public class NvWa {
public static void main(String[] args) {
//第一条生产线，男性生产线
HumanFactory maleHumanFactory = new MaleHumanFactory();
//第二条生产线，女性生产线
HumanFactory femaleHumanFactory = new FemaleHumanFactory();

//生产线建立完毕，开始生产人了:
Human maleYellowHuman = maleHumanFactory.createYellowHuman();
Human femaleYellowHuman = femaleHumanFactory.createYellowHuman();

maleYellowHuman.cry();
maleYellowHuman.laugh();
maleYellowHuman.talk();
maleYellowHuman.sex();
System.out.println("/n/n/n/n/n/n/n/n");
femaleYellowHuman.cry();
femaleYellowHuman.laugh();
femaleYellowHuman.talk();
femaleYellowHuman.sex();
}
}

两个八卦炉，一个造女的，一个造男的，开足马力，一直造到这个世界到现在这个模式为止。

抽象工厂模式讲完了，那我们再思考一些问题：工厂模式有哪些优缺点？先说优点，我这人一般先看人优点，非常重要的有点就是，工厂模式符合OCP原则，也就是开闭原则，怎么说呢，比如就性别的问题，这个世界上还存在双性人，是男也是女的人，那这个就是要在我们的产品族中增加一类产品，同时再增加一个工厂就可以解决这个问题，不需要我再来实现了吧，很简单的大家自己画下类图，然后实现下。
那还有没有其他好处呢？抽象工厂模式，还有一个非常大的有点，高内聚，低耦合，在一个较大的项目组，产品是由一批人定义开发的，但是提供其他成员访问的时候，只有工厂方法和产品的接口，也就是说只需要提供Product Interface和Concrete Factory就可以产生自己需要的对象和方法，Java的高内聚低耦合的特性表现的一览无遗，哈哈。