抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）

介绍

抽象工厂模式(Abstract Factory Pattern)：提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无须指定它们具体的类。抽象工厂模式又称为Kit模式，属于对象创建型模式。

• 在工厂方法模式中具体工厂负责生产具体的产品，每一个具体工厂对应一种具体产品，工厂方法也具有唯一性，一般情况下，一个具体工厂中只有一个工厂方法或者一组重载的工厂方法。但是有时候我们需要一个工厂可以提供多个产品对象，而不是单一的产品对象。

• 为了更清晰地理解工厂方法模式，需要先引入两个概念：

  • 产品等级结构 ：产品等级结构即产品的继承结构，如一个抽象类是电视机，其子类有海尔电视机、海信电视机、TCL电视机，则抽象电视机与具体品牌的电视机之间构成了一个产品等级结构，抽象电视机是父类，而具体品牌的电视机是其子类。
  • 产品族 ：在抽象工厂模式中，产品族是指由同一个工厂生产的，位于不同产品等级结构中的一组产品，如海尔电器工厂生产的海尔电视机、海尔电冰箱，海尔电视机位于电视机产品等级结构中，海尔电冰箱位于电冰箱产品等级结构中。

• 当系统所提供的工厂所需生产的具体产品并不是一个简单的对象，而是多个位于不同产品等级结构中属于不同类型的具体产品时需要使用抽象工厂模式。

• 抽象工厂模式是所有形式的工厂模式中最为抽象和最具一般性的一种形态。

• 抽象工厂模式与工厂方法模式最大的区别在于，工厂方法模式针对的是一个产品等级结构，而抽象工厂模式则需要面对多个产品等级结构，一个工厂等级结构可以负责多个不同产品等级结构中的产品对象的创建 。当一个工厂等级结构可以创建出分属于不同产品等级结构的一个产品族中的所有对象时，抽象工厂模式比工厂方法模式更为简单、有效率。

抽象工厂模式包含如下角色：

• AbstractFactory：抽象工厂
• ConcreteFactory：具体工厂
• AbstractProduct：抽象产品
• Product：具体产品

代码演示

// 抽象工厂

interface AbstractAnimalFactory {
    craateHead():Head;
    craateBody():Body;
    craateLeg():Leg;
}

// 抽象产品

interface AbstractHead {
    size: string;
}
interface AbstractBody {
    weight: string;
}
interface AbstractLeg {
    length: number
}


// 具体产品 
class Head implements AbstractHead {
    size: string;
    constructor(size) {
        this.size = size
    }
}

class Body implements AbstractBody {
    weight: string;
    constructor(weight) {
        this.weight = weight
    }
}
class Leg implements AbstractLeg {
    length: number;
    constructor(length) {
        this.length = length
    }
}
// 具体工厂

class DollFactory implements AbstractAnimalFactory {
    craateHead(){
        return new Head('大头')
    }
    craateBody(){
        return new Body('很重')
    }
    craateLeg(){
        return new Leg(100)
    }

}


class PeopleFactory implements AbstractAnimalFactory {
    craateHead(){
        return new Head('小头')
    }
    craateBody(){
        return new Body('不重')
    }
    craateLeg(){
        return new Leg(120)
    }
}

const peopleFactory = new PeopleFactory()
const dollFactory = new DollFactory()

场景举例

// 抽象产品
interface Animal {
    name: string;
} 
// 具体产品
class Cat implements Animal{
    name = '猫'
}
// 
class Dog implements Animal{
    name = '狗'
}
// 抽象工厂
interface AnimalFactory {
    getAnimal(): Animal ;
}
// 抽象产品
interface Food {
    type: string;
}
// 具体产品
class CatFood{
    type = '猫粮'
}
// 具体产品
class DogFood{
    type = '狗粮'
}
// 抽象工厂
interface FoodFactory {
    getFood(): Food ;
}

// 抽象工厂
interface AbstractFactory {
    getAnimal(): void
    getFood(): void;
}
// 抽象工厂 的具体实现
class CatFactory implements AbstractFactory {
    getAnimal() {
        return new Cat()
    }
    getFood() {
        return new CatFood()
    }
}

class DogFactory implements AbstractFactory {
    getAnimal() {
        return new Dog()
    }
    getFood() {
        return new DogFood()
    }
}

在很多软件系统中需要更换界面主题，要求界面中的按钮、文本框、背景色等一起发生改变时，可以使用抽象工厂模式进行设计。

总结

• 抽象工厂模式提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无须指定它们具体的类。抽象工厂模式又称为Kit模式，属于对象创建型模式。
• 抽象工厂模式包含四个角色：抽象工厂用于声明生成抽象产品的方法；具体工厂实现了抽象工厂声明的生成抽象产品的方法，生成一组具体产品，这些产品构成了一个产品族，每一个产品都位于某个产品等级结构中；抽象产品为每种产品声明接口，在抽象产品中定义了产品的抽象业务方法；具体产品定义具体工厂生产的具体产品对象，实现抽象产品接口中定义的业务方法。
• 抽象工厂模式是所有形式的工厂模式中最为抽象和最具一般性的一种形态。抽象工厂模式与工厂方法模式最大的区别在于，工厂方法模式针对的是一个产品等级结构，而抽象工厂模式则需要面对多个产品等级结构。
• 抽象工厂模式的主要优点是隔离了具体类的生成，使得客户并不需要知道什么被创建，而且每次可以通过具体工厂类创建一个产品族中的多个对象，增加或者替换产品族比较方便，增加新的具体工厂和产品族很方便；主要缺点在于增加新的产品等级结构很复杂，需要修改抽象工厂和所有的具体工厂类，对“开闭原则”的支持呈现倾斜性。
• 抽象工厂模式适用情况包括：一个系统不应当依赖于产品类实例如何被创建、组合和表达的细节；系统中有多于一个的产品族，而每次只使用其中某一产品族；属于同一个产品族的产品将在一起使用；系统提供一个产品类的库，所有的产品以同样的接口出现，从而使客户端不依赖于具体实现。

注意

当抽象工厂模式中每一个具体工厂类只创建一个产品对象，也就是只存在一个产品等级结构时，抽象工厂模式退化成工厂方法模式；当工厂方法模式中抽象工厂与具体工厂合并，提供一个统一的工厂来创建产品对象，并将创建对象的工厂方法设计为静态方法时，工厂方法模式退化成简单工厂模式。