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女媧的失誤

工廠模式中講了女媧造人的故事。人是造出來了，世界也熱鬧了，可是低頭一看，都是清一色的類型，缺少關愛、仇恨、喜怒哀樂等情緒，人類的生命太平淡了，女媧一想，猛然一拍腦袋，忘記給人類定義性別了，那怎么辦？抹掉重來，于是人類經過一次大洗禮，所有的人種都消滅掉了，世界又是空無一物，寂靜而又寂寞。

由于女媧之前的準備工作花費了非常大的精力，比如準備黃土、八卦爐等，從頭開始建立所有的事物也是不可能的，那就想在現有的條件下重新造人，盡可能舊物利用嘛。人種 （Product產品類）應該怎么改造呢？怎么才能讓人類有愛有恨呢？是神仙當然有辦法了，定義互斥的性別，然后在每個個體中埋下一顆種子：異性相吸，成熟后就一定會去找個異性（這就是我們說的愛情原動力）。從設計角度來看，一個具體的對象通過兩個坐標就可以確 定：膚色和性別。

產品類分析完畢了，生產的工廠類（八卦爐）該怎么改造呢？只有一個生產設備，要么生產出來的全都是男性，要么都是女性。那不行呀，這么翻天覆地的改造就是為了產生不同 性別的人類。有辦法了！把目前已經有的生產設備——八卦爐拆開，于是女媧就使用了“八 卦復制術”，把原先的八卦爐一個變兩個，并且略加修改，就成了女性八卦爐（只生產女性 人種）和男性八卦爐（只生產男性人種），于是乎女媧就開始準備生產了，其類圖如圖9-2所示。

這個類圖雖然大，但是比較簡單。Java的典型類圖，一個接口，多個抽象類，然后是N個實現類，每個人種都是一個抽象類，性別是在各個實現類中實現的。特別需要說明的是 HumanFactory接口，在這個接口中定義了三個方法，分別用來生產三個不同膚色的人種，也就是我們在圖9-1中的Y坐標，它的兩個實現類分別是性別，也就是圖9-1中的X坐標，通過X 坐標（性別）和Y坐標（膚色）唯一確定了一個生產出來的對象。我們來看看相關的實現，Human接口。

/*** @program: DesignMode* @description: 人種接口* @author: Jacob* @create: 2020-08-18 10:57**/
public interface Human {//每個人種都有相應的顏色public void getColor();//人類會說話public void talk();//每個人都有性別public void getSex();}

人種有三個抽象類，負責人種的抽象屬性定義：膚色和語言。白色人種、黑色人種、黃 色人種分別如代碼。

/*** @program: DesignMode* @description: 黑色人種* @author: Jacob* @create: 2020-08-18 11:14**/
public abstract class AbstractBlackHuman implements Human{//黑色人種的皮膚顏色是黑色的@Overridepublic void getColor() {System.out.println("黑色人種的皮膚顏色是黑色的！");}//黑色人種講話@Overridepublic void talk() {System.out.println("黑色人種會說話，一般人聽不懂。");}}

/*** @program: DesignMode* @description: 白色人種* @author: Jacob* @create: 2020-08-18 11:13**/
public abstract class AbstractWhiteHuman implements Human {//白色人種的皮膚顏色是白色的@Overridepublic void getColor() {System.out.println("白色人種的皮膚顏色是白色的！");}//白色人種講話@Overridepublic void talk() {System.out.println("白色人種會說話，一般說的都是單字節。");}}

/*** @program: DesignMode* @description: 黃色人種* @author: Jacob* @create: 2020-08-18 11:16**/
public abstract class AbstractYellowHuman implements Human {//黃色人種的皮膚顏色是黃色的@Overridepublic void getColor() {System.out.println("黃色人種的皮膚顏色是黃色的！");}//黃色人種講話@Overridepublic void talk() {System.out.println("黃色人種會說話，一般說的都是雙字節。");}}

每個抽象類都有兩個實現類，分別實現公共的最細節、最具體的事物：膚色和語言。具 體的實現類實現膚色、性別定義。

/*** @program: DesignMode* @description: 黑色女性人種* @author: Jacob* @create: 2020-08-18 11:21**/
public class FemaleBlackHuman extends AbstractBlackHuman {@Overridepublic void getSex() {System.out.println("黑色女性人種");}
}

/*** @program: DesignMode* @description: 黑色男性人種* @author: Jacob* @create: 2020-08-18 11:22**/
public class MaleBlackHuman extends AbstractBlackHuman{@Overridepublic void getSex() {System.out.println("黑色男性人種");}
}

/*** @program: DesignMode* @description: 白色女性人種* @author: Jacob* @create: 2020-08-18 11:20**/
public class FemaleWhiteHuman extends AbstractWhiteHuman{@Overridepublic void getSex() {System.out.println("白色女性人種");}
}

/*** @program: DesignMode* @description: 白色男性人種* @author: Jacob* @create: 2020-08-18 11:20**/
public class MaleWhiteHuman extends AbstractWhiteHuman{@Overridepublic void getSex() {System.out.println("白色男性人種");}
}

/*** @program: DesignMode* @description: 黃色女性人種* @author: Jacob* @create: 2020-08-18 11:17**/
public class FemaleYellowHuman extends AbstractYellowHuman {@Overridepublic void getSex() {System.out.println("黃色女性人種");}
}

/*** @program: DesignMode* @description: 黃色男性人種* @author: Jacob* @create: 2020-08-18 11:18**/
public class MaleYellowHuman extends AbstractYellowHuman {@Overridepublic void getSex() {System.out.println("黃色男性人種");}
}

到此為止，我們已經把真實世界的人種都定義出來了，剩下的工作就是怎么制造人類。

/*** @program: DesignMode* @description: 八卦爐定義* @author: Jacob* @create: 2020-08-18 17:47**/
public interface HumanFactory {//制造一個黃色人種public Human createYellowHuman();//制造一個白色人種public Human createWhiteHuman();//制造一個黑色人種public Human createBlackHuman();}

在接口中，我們看到八卦爐是可以生產出不同膚色人種的（當然了，女媧的失誤嘛）， 那它有多少個八卦爐呢？兩個，分別生產女性和男性，女性和男性八卦爐。

/*** @program: DesignMode* @description: 生產女性的八卦爐* @author: Jacob* @create: 2020-08-18 17:48**/
public class FemaleFactory implements HumanFactory {//生產出黃人女性@Overridepublic Human createYellowHuman() {return new FemaleYellowHuman();}//生產出白人女性@Overridepublic Human createWhiteHuman() {return new FemaleWhiteHuman();}//生產出黑人女性@Overridepublic Human createBlackHuman() {return new FemaleBlackHuman();}
}

/*** @program: DesignMode* @description: 生產男性的八卦爐* @author: Jacob* @create: 2020-08-18 17:49**/
public class MaleFactory implements HumanFactory {//生產出黑人男性@Overridepublic Human createBlackHuman() {return new MaleBlackHuman();}//生產出白人男性@Overridepublic Human createWhiteHuman() {return new MaleWhiteHuman();}//生產出黃人男性@Overridepublic Human createYellowHuman() {return new MaleYellowHuman();}}

人種有了，八卦爐也有了，我們就來重現一下當年女媧造人的光景。

/*** @program: DesignMode* @description: 女媧重造人類* @author: Jacob* @create: 2020-08-18 17:51**/
public class NvWa {public static void main(String[] args) {//第一條生產線，男性生產線HumanFactory maleHumanFactory = new MaleFactory();//第二條生產線，女性生產線HumanFactory femaleHumanFactory = new FemaleFactory();//生產線建立完畢，開始生產人了:Human femaleYellowHuman = femaleHumanFactory.createYellowHuman();Human femaleBlackHuman = femaleHumanFactory.createBlackHuman();Human femaleWhiteHuman = femaleHumanFactory.createWhiteHuman();System.out.println("---生產一個黃色女性---");femaleYellowHuman.getColor();femaleYellowHuman.talk();femaleYellowHuman.getSex();System.out.println("---生產一個黑色女性---");femaleBlackHuman.getColor();femaleBlackHuman.talk();femaleBlackHuman.getSex();System.out.println("---生產一個白色女性---");femaleWhiteHuman.getColor();femaleWhiteHuman.talk();femaleWhiteHuman.getSex();Human maleYellowHuman = maleHumanFactory.createYellowHuman();Human maleBlackHuman = maleHumanFactory.createBlackHuman();Human maleWhiteHuman = maleHumanFactory.createWhiteHuman();System.out.println("\n---生產一個黃色男性---");femaleWhiteHuman.getColor();maleYellowHuman.talk();maleYellowHuman.getSex();System.out.println("\n---生產一個黃色男性---");maleBlackHuman.getColor();maleBlackHuman.talk();maleBlackHuman.getSex();System.out.println("\n---生產一個白色男性---");maleWhiteHuman.getColor();maleWhiteHuman.talk();maleWhiteHuman.getSex();}}

運行結果如下所示：
---生產一個黃色女性---
黃色人種的皮膚顏色是黃色的！
黃色人種會說話，一般說的都是雙字節。
黃色女性人種
---生產一個黑色女性---
黑色人種的皮膚顏色是黑色的！
黑色人種會說話，一般人聽不懂。
黑色女性人種
---生產一個白色女性---
白色人種的皮膚顏色是白色的！
白色人種會說話，一般說的都是單字節。
白色女性人種---生產一個黃色男性---
白色人種的皮膚顏色是白色的！
黃色人種會說話，一般說的都是雙字節。
黃色男性人種---生產一個黃色男性---
黑色人種的皮膚顏色是黑色的！
黑色人種會說話，一般人聽不懂。
黑色男性人種---生產一個白色男性---
白色人種的皮膚顏色是白色的！
白色人種會說話，一般說的都是單字節。
白色男性人種

各種膚色的男性、女性都制造出來了，兩性之間產生了相互吸引力，于是情感產生，這 個世界就多了一種小說的題材“愛情”。回頭來想想我們的設計，不知道大家有沒有去過工廠，每個工廠分很多車間，每個車間又分多條生產線，分別生產不同的產品，我們可以把八卦爐比喻為車間，把八卦爐生產的工藝（生產白人、黑人還是黃人）稱為生產線，如此來看就是一個女性生產車間，專門生產各種膚色的女性，一個是男性生產車間，專門生產各種膚色男性，生產完畢就可以在系統外組裝，什么是組裝？嘿嘿，自己思考！在這樣的設計下，各個車間和各條生產線的職責非常明確，在車間內各個生產出來的產品可以有耦合關系，你 要知道世界上黑、黃、白人種的比例是：1∶4∶6，那這就需要女媧娘娘在燒制的時候就要做好比例分配，在一個車間內協調好。這就是抽象工廠模式。

抽象工廠模式的定義

抽象工廠模式（Abstract Factory Pattern）是一種比較常用的模式，其定義如下：

Provide an interface for creating families of related or dependent objects without specifying their concrete classes.（為創建一組相關或相互依賴的對象提供一個接口，而且無須指定它們的具體類。）

抽象工廠模式是工廠方法模式的升級版本，在有多個業務品種、業務分類時，通過抽象工廠模式產生需要的對象是一種非常好的解決方式。我們來看看抽象工廠的通用源代碼，首先有兩個互相影響的產品線（也叫做產品族），例如制造汽車的左側門和右側門，這兩個應 該是數量相等的——兩個對象之間的約束，每個型號的車門都是不一樣的，這是產品等級結 構約束的，我們先看看兩個產品族的類圖。

注意類圖上的圈圈、框框相對應，兩個抽象的產品類可以有關系，例如共同繼承或實現 一個抽象類或接口。

/*** @program: DesignMode* @description: 抽象產品A類* @author: Jacob* @create: 2020-08-18 17:57**/
public abstract class AbstractProductA {//每個產品共有的方法public void shareMethod() {System.out.println("每個產品A共有的方法");}//每個產品相同方法，不同實現public abstract void doSomething();
}

/*** @program: DesignMode* @description: 產品A1的實現類* @author: Jacob* @create: 2020-08-18 17:58**/
public class ProductA1 extends AbstractProductA {@Overridepublic void doSomething() {System.out.println("產品A1的實現方法");}
}

/*** @program: DesignMode* @description: 產品A1的實現類* @author: Jacob* @create: 2020-08-18 17:58**/
public class ProductA2 extends AbstractProductA {@Overridepublic void doSomething() {System.out.println("產品A2的實現方法");}
}

/*** @program: DesignMode* @description: 抽象產品B類* @author: Jacob* @create: 2020-08-18 17:57**/
public abstract class AbstractProductB {//每個產品共有的方法public void shareMethod() {System.out.println("每個產品B共有的方法");}//每個產品相同方法，不同實現public abstract void doSomething();
}

/*** @program: DesignMode* @description: 產品B1實現類* @author: Jacob* @create: 2020-08-18 17:58**/
public class ProductB1 extends AbstractProductB {@Overridepublic void doSomething() {System.out.println("產品B1的實現方法");}
}

/*** @program: DesignMode* @description: 產品B2實現類* @author: Jacob* @create: 2020-08-18 17:58**/
public class ProductB2 extends AbstractProductB {@Overridepublic void doSomething() {System.out.println("產品B2的實現方法");}
}

抽象工廠類AbstractCreator的職責是定義每個工廠要實現的 功能，在通用代碼中，抽象工廠類定義了兩個產品族的產品創建。

/*** @program: DesignMode* @description: 抽象工廠類* @author: Jacob* @create: 2020-08-18 18:02**/
public abstract class AbstractCreator {//創建A產品家族public abstract AbstractProductA createProductA();//創建B產品家族public abstract AbstractProductB createProductB();}

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注意：有N個產品族，在抽象工廠類中就應該有N個創建方法。

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如何創建一個產品，則是由具體的實現類來完成的。

/*** @program: DesignMode* @description: 產品等級1的實現類* @author: Jacob* @create: 2020-08-18 18:03**/
public class Creator1 extends AbstractCreator {//只生產產品等級為1的A產品@Overridepublic AbstractProductA createProductA() {return new ProductA1();}//只生產產品等級為1的B產品@Overridepublic AbstractProductB createProductB() {return new ProductB1();}
}

/*** @program: DesignMode* @description: 產品等級1的實現類* @author: Jacob* @create: 2020-08-18 18:03**/
public class Creator2 extends AbstractCreator {//只生產產品等級為1的A產品@Overridepublic AbstractProductA createProductA() {return new ProductA2();}//只生產產品等級為1的B產品@Overridepublic AbstractProductB createProductB() {return new ProductB2();}
}

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注意：有M個產品等級就應該有M個實現工廠類，在每個實現工廠中，實現不同產品族的生產任務。

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在具體的業務中如何產生一個與實現無關的對象呢？

/*** @program: DesignMode* @description: 場景類* @author: Jacob* @create: 2020-08-18 18:08**/
public class Client {public static void main(String[] args) {//定義出兩個工廠AbstractCreator creator1 = new Creator1();AbstractCreator creator2 = new Creator2();//產生A1對象AbstractProductA a1 = creator1.createProductA();a1.doSomething();a1.shareMethod();//產生A2對象AbstractProductA a2 = creator2.createProductA();a2.doSomething();a2.shareMethod();//產生B1對象AbstractProductB b1 = creator1.createProductB();b1.doSomething();b1.shareMethod();//產生B2對象AbstractProductB b2 = creator2.createProductB();b2.doSomething();b2.shareMethod();}
}

在場景類中，沒有任何一個方法與實現類有關系，對于一個產品來說，我們只要知道它的工廠方法就可以直接產生一個產品對象，無須關心它的實現類。

運行結果如下所示：
產品A1的實現方法
每個產品A共有的方法
產品A2的實現方法
每個產品A共有的方法
產品B1的實現方法
每個產品B共有的方法
產品B2的實現方法
每個產品B共有的方法

抽象工廠模式的應用

抽象工廠模式的優點

• 封裝性，每個產品的實現類不是高層模塊要關心的，它要關心的是什么？是接口，是抽象，它不關心對象是如何創建出來，這由誰負責呢？工廠類，只要知道工廠類是誰，我就能創建出一個需要的對象，省時省力，優秀設計就應該如此。

• 產品族內的約束為非公開狀態。例如生產男女比例的問題上，猜想女媧娘娘肯定有自己的打算，不能讓女盛男衰，否則女性的優點不就體現不出來了嗎？那在抽象工廠模式，就 應該有這樣的一個約束：每生產1個女性，就同時生產出1.2個男性，這樣的生產過程對調用工廠類的高層模塊來說是透明的，它不需要知道這個約束，我就是要一個黃色女性產品就可以了，具體的產品族內的約束是在工廠內實現的。

抽象工廠模式的缺點

抽象工廠模式的最大缺點就是產品族擴展非常困難，為什么這么說呢？我們以通用代碼 為例，如果要增加一個產品C，也就是說產品家族由原來的2個增加到3個，看看我們的程序 有多大改動吧！抽象類AbstractCreator要增加一個方法createProductC()，然后兩個實現類都要修改，想想看，這嚴重違反了開閉原則，而且我們一直說明抽象類和接口是一個契約。改變 契約，所有與契約有關系的代碼都要修，那么這段代碼叫什么？叫“有毒代碼”，——只要與這段代碼有關系，就可能產生侵害的危險！

抽象工廠模式的使用場景

抽象工廠模式的使用場景定義非常簡單：一個對象族（或是一組沒有任何關系的對象）都有相同的約束，則可以使用抽象工廠模式。什么意思呢？例如一個文本編輯器和一個圖片處理器，都是軟件實體，但是*nix下的文本編輯器和Windows下的文本編輯器雖然功能和界
面都相同，但是代碼實現是不同的，圖片處理器也有類似情況。也就是具有了共同的約束條件：操作系統類型。于是我們可以使用抽象工廠模式，產生不同操作系統下的編輯器和圖片處理器。

抽象工廠模式的注意事項

在抽象工廠模式的缺點中，我們提到抽象工廠模式的產品族擴展比較困難，但是一定要清楚，是產品族擴展困難，而不是產品等級。在該模式下，產品等級是非常容易擴展的，增加一個產品等級，只要增加一個工廠類負責新增加出來的產品生產任務即可。也就是說橫向
擴展容易，縱向擴展困難。以人類為例子，產品等級中只有男、女兩個性別，現實世界還有一種性別：雙性人，既是男人也是女人（俗語就是陰陽人），那我們要擴展這個產品等級也是非常容易的，增加三個產品類，分別對應不同的膚色，然后再創建一個工廠類，專門負責不同膚色人的雙性人的創建任務，完全通過擴展來實現需求的變更，從這一點上看，抽象工廠模式是符合開閉原則的。

最佳實踐

一個模式在什么情況下才能夠使用，是很多讀者比較困惑的地方。抽象工廠模式是一個簡單的模式，使用的場景非常多，大家在軟件產品開發過程中，涉及不同操作系統的時候， 都可以考慮使用抽象工廠模式，例如一個應用，需要在三個不同平臺（Windows、Linux、 Android（Google發布的智能終端操作系統））上運行，你會怎么設計？分別設計三套不同的應用？非也，通過抽象工廠模式屏蔽掉操作系統對應用的影響。三個不同操作系統上的軟 件功能、應用邏輯、UI都應該是非常類似的，唯一不同的是調用不同的工廠方法，由不同的產品類去處理與操作系統交互的信息。

學習于：《設計模式之禪》 — 秦小波