第 6 章 抽象工厂模式【Abstract Factory Pattern】

以下内容出自:<<24种设计模式介绍与6大设计原则>>

　　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 cn.mjorcen.abstract_factory_pattern.service;

/**
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 *         all. 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 这个重要的问题非修改不可，否则这个世界上太多太多的东西不存在了
 */
public interface Human {
    // 首先定义什么是人类
    // 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 cn.mjorcen.abstract_factory_pattern.service.impl;

import cn.mjorcen.abstract_factory_pattern.service.Human;

/**
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 *         all. 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("黄色人种会哭");
    }

    public void laugh() {
        System.out.println("黄色人种会大笑，幸福呀！");
    }

    public void talk() {
        System.out.println("黄色人种会说话，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：

package cn.mjorcen.abstract_factory_pattern.service.impl;

import cn.mjorcen.abstract_factory_pattern.service.Human;

/**
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 *         all. 白色人人种 为了代码整洁，新建一个包，这里是白种人的天下了
 */
public abstract class AbstractWhiteHuman implements Human {
    public void cry() {
        System.out.println("白色人种会哭");
    }

    public void laugh() {
        System.out.println("白色人种会大笑，侵略的笑声");
    }

    public void talk() {
        System.out.println("白色人种会说话，一般都是但是单字节！");
    }
}

 黑人:

package cn.mjorcen.abstract_factory_pattern.service.impl;

import cn.mjorcen.abstract_factory_pattern.service.Human;

/**
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 *         all. 黑色人种，记得中学学英语，老师说black man是侮辱人的意思，不懂，没跟老外说话
 */
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 talk() {
        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 cn.mjorcen.abstract_factory_pattern.product;

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

男性黄种人的实现类：

package cn.mjorcen.abstract_factory_pattern.product;

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

女性白种人的实现类：

package cn.mjorcen.abstract_factory_pattern.product;

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

男性白种人的实现类：

package cn.mjorcen.abstract_factory_pattern.product;

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

女性黑种人的实现类：

package cn.mjorcen.abstract_factory_pattern.product;

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

男性黑种人的实现类：

package cn.mjorcen.abstract_factory_pattern.product;

/**
 * @author cbf4Life cbf4life@126.com I'm glad to share my knowledge with you
 *         all. 男性黑种人
 */
public class BlackMaleHuman extends AbstractBlackHuman {
    public void sex() {
        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 cn.mjorcen.abstract_factory_pattern.service.impl;

/**
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 *         all. 世界上有哪些类型的人，列出来 JDK 1.5开始引入enum类型也是目的的，吸引C程序员转过来
 */
public enum HumanEnum {
    // 把世界上所有人类型都定义出来
    YelloMaleHuman("cn.mjorcen.abstract_factory_pattern.product.YellowMaleHuman"), YelloFemaleHuman(
            "cn.mjorcen.abstract_factory_pattern.product.YellowFemaleHuman"), WhiteFemaleHuman(
            "cn.mjorcen.abstract_factory_pattern.product.WhiteFemaleHuman"), WhiteMaleHuman(
            "cn.mjorcen.abstract_factory_pattern.product.WhiteMaleHuman"), BlackFemaleHuman(
            "cn.mjorcen.abstract_factory_pattern.product.BlackFemaleHuman"), BlackMaleHuman(
            "cn.mjorcen.abstract_factory_pattern.product.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;
    }
    /*
     * java enum类型尽量简单使用，尽量不要使用多态、继承等方法 毕竟用Clas完全可以代替enum
     */
}

　　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：

package cn.mjorcen.abstract_factory_pattern.service.impl;

import cn.mjorcen.abstract_factory_pattern.service.Human;

/**
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 *         all. 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 那这个八卦炉必须可以制造男人和女人 您的设计模式 第 40 页
 */
public interface HumanFactory {
    // 制造黄色人种
    public Human createYellowHuman();

    // 制造一个白色人种
    public Human createWhiteHuman();

    // 制造一个黑色人种
    public Human createBlackHuman();
}

然后看抽象类：

package cn.mjorcen.abstract_factory_pattern.service.impl;

import cn.mjorcen.abstract_factory_pattern.service.Human;

/**
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 *         all. 编写一个抽象类，根据enum创建一个人类出来
 */
public abstract class AbstractHumanFactory implements HumanFactory {
    /*
     * 给定一个性别人种，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;
    }
}

　　看到没，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，这个不多说了，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 cn.mjorcen.abstract_factory_pattern.service.impl;

import cn.mjorcen.abstract_factory_pattern.service.Human;


/**
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 *         all. 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.YelloMaleHuman);
    }
}

女性工厂，只创建女性：

package cn.mjorcen.abstract_factory_pattern.service.impl;

import cn.mjorcen.abstract_factory_pattern.service.Human;


/**
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 *         all. 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.YelloFemaleHuman);
    }
}

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 cn.mjorcen.abstract_factory_pattern.service.impl;

import cn.mjorcen.abstract_factory_pattern.service.Human;

/**
 * @author cbf4Life cbf4life@126.com I'm glad to share my knowledge with you
 *         all. 女娲建立起了两条生产线，分别是： 男性生产线 女性生产线
 */
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();
        femaleYellowHuman.sex();
        /*
         * ..... 后面你可以续了
         */
    }
}

　　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。