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24种设计模式--抽象工厂模式【Abstract Factory Pattern】
女娲造人，人是造出来了，世界是热闹了，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，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，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：
1 package com.pattern.abtructFactory; 2 3 /** 4 * 定义一个人类的统称 5 * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/ 6 * 7 */ 8 public interface Human { 9 10 /** 11 * 首先定义什么是人类，会笑的 12 */ 13 public void laugh(); 14 15 /** 16 * 人类还会哭，代表痛苦 17 */ 18 public void cry(); 19 20 /** 21 * 人类会说话 22 */ 23 public void talk(); 24 25 /** 26 * 定义性别 27 */ 28 public void sex(); 29 30 } 31 32 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() 33 三个方法，以 AbstractYellowHuman 为例： 34 35 package com.pattern.abtructFactory; 36 37 /** 38 * 抽象的黄色人种 39 * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/ 40 * 41 */ 42 public abstract class AbstractYellowHuman implements Human{ 43 44 @Override 45 public void cry() { 46 System.out.println("黄色人种会哭"); 47 } 48 49 @Override 50 public void laugh() { 51 System.out.println("黄色人种会大笑"); 52 } 53 54 @Override 55 public void talk() { 56 System.out.println("黄色人种会说话，一般说的都是双字节"); 57 } 58 59 } 60 61 package com.pattern.abtructFactory; 62 63 /** 64 * 抽象的白色人种 65 * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/ 66 * 67 */ 68 public abstract class AbstractWhiteHuman implements Human { 69 70 @Override 71 public void cry() { 72 System.out.println("白色人种会哭"); 73 } 74 75 @Override 76 public void laugh() { 77 System.out.println("白色人种会大笑"); 78 } 79 80 @Override 81 public void talk() { 82 System.out.println("白色人种会说话，一般都是单字节"); 83 } 84 85 } 86 87 package com.pattern.abtructFactory; 88 89 /** 90 * 抽象的黑色人种 91 * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/ 92 * 93 */ 94 public abstract class AbstractBlackHuman implements Human { 95 96 @Override 97 public void cry() { 98 System.out.println("黑人会哭"); 99 }100 101 @Override102 public void laugh() {103 System.out.println("黑人会笑");104 }105 106 @Override107 public void talk() {108 System.out.println("黑人可以说话，一般人听不懂");109 }110 111 }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：
1 package com.pattern.abtructFactory; 2 3 /** 4 * 男性黄种人 5 * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/ 6 * 7 */ 8 public class YellowMaleHuman extends AbstractYellowHuman{ 9 10 @Override11 public void sex() {12 System.out.println("该黄种人的性别为男...");13 }14 15 }16 17 package com.pattern.abtructFactory;18 19 /**20 * 女性黄种人21 * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/22 *23 */24 public class YellowFemaleHuman extends AbstractYellowHuman{25 26 @Override27 public void sex() {28 System.out.println("该黄色人种的性别为女...");29 }30 31 }32 33 package com.pattern.abtructFactory;34 35 /**36 * 男性白种人37 * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/38 *39 */40 public class WhiteMaleHuman extends AbstractWhiteHuman{41 42 @Override43 public void sex() {44 System.out.println("该白种人的性别为男...");45 }46 47 }48 49 package com.pattern.abtructFactory;50 51 /**52 * 女性白种人53 * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/54 *55 */56 public class WhiteFemaleHuman extends AbstractWhiteHuman{57 58 @Override59 public void sex() {60 System.out.println("该白色人种的性别为女...");61 }62 63 }64 65 package com.pattern.abtructFactory;66 67 /**68 * 男性黑种人69 * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/70 *71 */72 public class BlackMaleHuman extends AbstractBlackHuman{73 74 @Override75 public void sex() {76 System.out.println("该黄种人的性别为男...");77 }78 79 }80 81 package com.pattern.abtructFactory;82 83 /**84 * 女性黑种人85 * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/86 *87 */88 public class BlackFemaleHuman extends AbstractBlackHuman{89 90 @Override91 public void sex() {92 System.out.println("该黑色人种的性别为女...");93 }94 95 } 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：
1 package com.pattern.abtructFactory; 2 3 /** 4 * 世界上有哪些类型的人，列出来 5 * JDK 1.5开始引入enum类型 6 * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/ 7 * 8 */ 9 public enum HumanEnum {10 11 //把世界上所有人类型都定义出来12 YellowMaleHuman("com.pattern.abtructFactory.YellowMaleHuman"),13 14 YellowFemaleHuman("com.pattern.abtructFactory.YellowFemaleHuman"),15 16 WhiteFemaleHuman("com.pattern.abtructFactory.WhiteFemaleHuman"),17 18 WhiteMaleHuman("com.pattern.abtructFactory.WhiteMaleHuman"),19 20 BlackFemaleHuman("com.pattern.abtructFactory.BlackFemaleHuman"),21 22 BlackMaleHuman("com.pattern.abtructFactory.BlackMaleHuman");23 24 private String valuehttp://www.mamicode.com/= "";25 26 //定义构造函数，目的是Data(value)类型的相匹配27 private HumanEnum(String value){28 this.value =http://www.mamicode.com/ value;29 }30 31 public String getValue(){32 return this.value;33 }34 35 }我之所以引入 Enum 这个类型，是想让大家在看这本书的时候能够随时随地的学到点什么，你如果看不懂设计模式，你可以从我的程序中学到一些新的技术点，不用像我以前报着砖头似的书在那里啃，看一遍不懂，再看第二遍，然后翻了英文原本才知道，哦~，原来是这样滴，只能说有些翻译家实在不懂技术。
我在讲解技术的时候，尽量少用专业术语，尽量使用大部分人类都能理解的语言。Enum 以前我也很少用，最近在一个项目中偶然使用上了，然后才发觉它的好处，Enum 类型作为一个参数传递到一个方法中时，在 Junit 进行单元测试的时候，不用判断输入参数是否为空、长度为 0 的边界异常条件，如果方法传入的参数不是 Enum 类型的话，根本就传递不进来，你说定义一个类，定义一堆的静态变量，这也可以呀，这个不和你抬杠，上面的代码我解释一下，构造函数没啥好说的，然后是 getValue()方法，就是获得枚举类型中一个元素的值，枚举类型中的元素也是有名称和值的，这个和 HashMap 有点类似。
然后，我们看我们的工厂类，先看接口：
1 package com.pattern.abtructFactory; 2 3 /** 4 * 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 5 * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/ 6 * 7 */ 8 public interface HumanFactory { 9 10 //制造黄色人种11 public Human createYellowHuman();12 13 //制造一个白色人种14 public Human createWhiteHuman();15 16 //制造一个黑人人种17 public Human createBlackHuman();18 19 }20 21 package com.pattern.abtructFactory;22 23 /**24 * 编写一个抽象类，根据enum创建一个人类出来25 * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/26 *27 */28 public abstract class AbstractHumanFactory implements HumanFactory{29 30 /**31 * 给定一个性别人种，创建一个人类出来，专业术语是产生产品等级32 */33 protected Human createHuman(HumanEnum humanEnum){34 Human human = null;35 //如果传递进来不是一个Enum中具体的一个Element的话，则不处理36 if(!humanEnum.getValue().equals("")){37 try {38 //直接产生一个实例39 human = (Human) Class.forName(humanEnum.getValue()).newInstance();40 } catch (Exception e) {41 //因为使用了enum，这个异常情况不会产生了42 e.printStackTrace();43 }44 }45 return human;46 }47 48 }这就是引入 enum 的好处，createHuman(HumanEnum humanEnum)这个方法定义了输入参数必须是 HumanEnum 类型，然后直接使用humanEnum.getValue()方法就能获得具体传递进来的值，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：
1 package com.pattern.abtructFactory; 2 3 /** 4 * 男性创建工厂 5 * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/ 6 * 7 */ 8 public class MaleHumanFactory extends AbstractHumanFactory{ 9 10 /** 11 * 创建一个男性黑种人 12 */ 13 @Override 14 public Human createBlackHuman() { 15 return super.createHuman(HumanEnum.BlackMaleHuman); 16 } 17 18 /** 19 * 创建一个男性白种人 20 */ 21 @Override 22 public Human createWhiteHuman() { 23 return super.createHuman(HumanEnum.WhiteMaleHuman); 24 } 25 26 /** 27 * 创建一个男性黄种人 28 */ 29 @Override 30 public Human createYellowHuman() { 31 return super.createHuman(HumanEnum.YellowMaleHuman); 32 } 33 34 } 35 36 package com.pattern.abtructFactory; 37 38 /** 39 * 女性创建工厂 40 * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/ 41 * 42 */ 43 public class FemaleHumanFactory extends AbstractHumanFactory{ 44 45 /** 46 * 创建一个女性黑种人 47 */ 48 @Override 49 public Human createBlackHuman() { 50 return super.createHuman(HumanEnum.BlackFemaleHuman); 51 } 52 53 /** 54 * 创建一个女性白种人 55 */ 56 @Override 57 public Human createWhiteHuman() { 58 return super.createHuman(HumanEnum.WhiteFemaleHuman); 59 } 60 61 /** 62 * 创建一个女性黄种人 63 */ 64 @Override 65 public Human createYellowHuman() { 66 return super.createHuman(HumanEnum.YellowFemaleHuman); 67 } 68 69 } 70 71 package com.pattern.abtructFactory; 72 73 /** 74 * 女娲建立起了两条生产线，分别是： 75 * 男性生产线 76 * 女性生产线 77 * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/ 78 * 79 */ 80 public class NvWa { 81 82 public static void main(String[] args) { 83 84 //第一条生产线，男性生产线 85 HumanFactory maleHumanFactory = new MaleHumanFactory(); 86 87 //第二条生产线，女性生产线 88 HumanFactory femaleHumanFactory = new FemaleHumanFactory(); 89 90 //生产线建立完毕，开始生产人了 91 for(int i=0;i<100;i++){ 92 Human maleYellowHuman = maleHumanFactory.createYellowHuman(); 93 maleYellowHuman.cry(); 94 maleYellowHuman.laugh(); 95 maleYellowHuman.talk(); 96 maleYellowHuman.sex(); 97 System.out.println("\n"); 98 } 99 for(int i=0;i<100;i++){100 Human femaleYellowHuman = femaleHumanFactory.createYellowHuman();101 femaleYellowHuman.cry();102 femaleYellowHuman.laugh();103 femaleYellowHuman.talk();104 femaleYellowHuman.sex();105 System.out.println("\n");106 }107 108 }109 110 } 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，非常重要的一点就是，工厂模式符合 OCP 原则，也就是开闭原则，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。那还有没有其他好处呢？抽象工厂模式，还有一个非常大的优点，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。
24种设计模式--抽象工厂模式【Abstract Factory Pattern】