内容简介：简单的案例实现抽象工厂模式，分析抽象工厂的优势与存在的问题。
单例模式 Build 模式
简单工厂根据对象类型信息创建对象，但责任太重，不符合单一职责原则；工厂模式引入等级结构，解决了简单工厂责任太重的问题，那抽象工厂的主要作用是什么呢？
如果要区分工厂和抽象工厂，理解产品等级结构和产品簇是必要条件。
图片引自：https://www.cnblogs.com/lfxiao/p/6811820.html
上图展示了产品等级和产品簇之间的区别。
在横坐标方向，图形分正方形，原型，椭圆；在纵坐标方向上，为每种图形的不同颜色。产品等级结构是相同产品的不同表现形式，比如车->黑色的车->白色的车，在产品等级结构中，所有的产品都有共同的基类；产品簇是具有某种相同属性的不同产品，比如黑色的宝马车->黑色的自行车->黑色的手扶拖拉机，在产品簇中，所有的产品拥有相同的约束–黑色的车。
为创建一组或具有相同约束的对象提供一个接口。
一个产品由相同的约束。比如都是黑色的交通工具，都是黑色的图形……
在介绍工厂模式时，使用的示例如下：
工厂的基类 Factory 定义了createAnimal 方法，具体的工厂根据待生产的产品的不同分 CatFactory 和 DogFactory ，这两个 Factory 的子类分别用于新建 Cat 对象和 Dog 对象。
假设现在对猫 Animal 进行具体化，分为黑颜色的猫 BlackCat ，白颜色的猫 WhiteCat ，黑颜色的狗 BlackDog ，白颜色的狗 WhiteDog ，如果使用工厂模式，结构图如下：
可以发现系统中的类会成对增加，造成这种情况的原因在于每个工厂只能生产一种具体的产品，每增加一个产品均需要新建一个工厂，那有没有什么方法能够避免这种情况的出现呢？
在以上的示例中，白色的狗 WhiteDog 和白色的猫 WhiteCat 都是相同颜色的动物，相同颜色的狗和猫是相同颜色的小动物，将他们放在同一个产品簇中，修改后的结构如下：
如果继续添加黑色的猪 BlackPig ，白色的猪 WhitePig ，则只需要增加新的 Animal 类型，在 Factory 中添加对应的 create 方法即可，不会出现类急剧增多的情况。
具体实现如下：
public interface Animal {
void eat();
}
public class Cat implements Animal {
private String color;
public Cat(String color) {
// TODO Auto-generated constructor stub
this.color = color;
}
@Override
public void eat() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println(color + " cat eats");
}
}
public class Dog implements Animal {
private String color;
public Dog(String color) {
// TODO Auto-generated constructor stub
this.color = color;
}
@Override
public void eat() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println(color + " dog eats");
}
}
public abstract class AbstractAnimalFactory {
abstract Animal makeCat();
abstract Animal makeDog();
}
public class BlackAnimalFactory extends AbstractAnimalFactory {
@Override
Animal makeCat() {
// TODO Auto-generated method stub
return new Cat("black");
}
@Override
Animal makeDog() {
// TODO Auto-generated method stub
return new Dog("black");
}
}
public class WhiteAnimalFactory extends AbstractAnimalFactory {
@Override
Animal makeCat() {
// TODO Auto-generated method stub
return new Cat("white");
}
@Override
Animal makeDog() {
// TODO Auto-generated method stub
return new Dog("white");
}
}
测试代码如下：
public static void main(String [] args) {
AbstractAnimalFactory whiteAnimalFactory = new WhiteAnimalFactory();
Cat whiteCat = (Cat) whiteAnimalFactory.makeCat();
Dog whiteDog = (Dog) whiteAnimalFactory.makeDog();
whiteCat.eat();
whiteDog.eat();
AbstractAnimalFactory blackAnimalFactory = new BlackAnimalFactory();
Cat blackCat = (Cat) blackAnimalFactory.makeCat();
Dog blackDog = (Dog) blackAnimalFactory.makeDog();
blackCat.eat();
blackDog.eat();
}
运行结果如下：
white cat eats white dog eats black cat eats black dog eats
似乎抽象工厂很完美，现在有一个新的需求过来了，需要在系统中添加白色的猪 WhitePig 和黑色的猪 BlackPig 。突然发现在原有的抽象工厂结构中，如果需要添加这两种 Animal ，需要对 Factory 进行修改，添加 makePig 方法，同时 WhiteAnimalFactory 和 BlackAnimalFactory 都需要实现 makePig 方法。
这样的设计违反了开闭原则(一个软件实体应当对扩展开放，对修改关闭)，有没有什么办法解决这个问题呢？抽象工厂无法解决这样的问题。可以发现，使用抽象工厂时，增加产品簇（在本文中可以理解为为现有动物添加新的颜色分类）可以满足开闭原则，但是增加产品等级结构（在本文中可以理解为增加新的动物），就需要对原结构进行大量的修改。
简单工厂侧重根据类型信息创建对象，但是不符合单一职责原则；工厂模式中每个工厂只生产一种具体的产品，如果产品过多，可能会导致系统中存在大量的工厂类；抽象工厂将工厂模式中相关的产品组成产品簇，由一个工厂生产，减少了系统中类的数量。
使用抽象工厂增加产品簇符合开闭原则，但增加产品等级结构不满足开闭原则。
在使用抽象工厂模式之前，需要设计好产品簇和产品等级结构，防止由于增加产品等级结构而造成系统大幅度的改动。
–END–
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