【23种设计模式】抽象工厂模式（三）

1.【23种设计模式】设计模式综述（开篇）08-26 2.【23种设计模式】单例模式（一）08-26 3.【23种设计模式】工厂方法模式（二）08-27

4.【23种设计模式】抽象工厂模式（三）08-29

5.【23种设计模式】建造者模式（四）08-29 6.【23种设计模式】原型模式（五）08-31 7.【23种设计模式】适配器模式（六）09-01 8.【23种设计模式】桥接模式（七）09-05

前言

在抽象工厂模式开篇之前，我们先思考一个问题，如果我们要设计一套房子，其他的组件暂时不考虑，我们仅仅考虑房顶、地板、窗户、房门进行设计。什么样的风格暂时未知，可能会有很多种类。可以先设计一套古典风格的房子，再设计一套现代风格的房子，再设计一套欧式风格的房子....这么多套房子需要设计，需求不断变化，我们该怎么才能后期的维护和扩展就更有利呢？那当然是减少客户端代码与具体产品类之间的依赖，降低了系统的耦合度，这就是抽象工厂模式的优点之处。

抽象工厂模式定义

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，而无需指定它们具体的类。

抽象产品类角色（AbstractProduct）：为抽象工厂中相互依赖的每种产品定义抽象接口对象，也可以这样说，有几种产品，就要声明几个抽象角色，每一个抽象产品角色和一种具体的产品相匹配。
具体产品类（ConcreteProduct）：具体产品类实现了抽象产品类，是针对某个具体产品的实现的类型。
抽象工厂类角色（Abstract Factory）：定义了创建一组相互依赖的产品对象的接口操作，每种操作和每种产品一一对应。
具体工厂类角色（ConcreteFactory）：实现抽象类里面的所有抽象接口操作，可以创建某系列具体的产品，这些具体的产品是“抽象产品类角色”的子类。

抽象工厂模式代码实现

抽象工厂模式的实现，只需要创建三个类：抽象工厂类，具体风格工厂类和具体产品风格实现类。当然也可以分离成四个类，将设计产品接口从抽象工厂分离出来。以设计欧式风格建筑为例：

创建抽象工厂类

 /// 
    /// 抽象工厂类，提供创建不同类型房子的接口
    /// 
    public abstract class AbstractFactory
    {
        /// 
        /// 抽象工厂提供创建一系列产品的接口——抽象方法，这里作为例子，只给出了房顶、地板、窗户和房门创建接口
        /// 【1】房顶创建接口
        /// 
        /// 
        public abstract Roof CreateRoof();
        /// 
        /// 【2】地板创建接口
        /// 
        /// 
        public abstract Floor CreateFloor();
        /// 
        /// 【3】窗户创建接口
        /// 
        /// 
        public abstract Window CreateWindow();
        /// 
        /// 【4】房门创建接口
        /// 
        /// 
        public abstract Door CreateDoor();
    }
    
    #region 可以分离出来到单独Class文件的产品接口
    /// 
    /// 房顶抽象类，子类的房顶必须继承该类
    /// 
    public abstract class Roof
    {
        /// 
        /// 创建房顶
        /// 
        public abstract void Create();
    }

    /// 
    /// 地板抽象类，子类的地板必须继承该类
    /// 
    public abstract class Floor
    {
        /// 
        /// 创建地板
        /// 
        public abstract void Create();
    }

    /// 
    /// 窗户抽象类，子类的窗户必须继承该类
    /// 
    public abstract class Window
    {
        /// 
        /// 创建窗户
        /// 
        public abstract void Create();
    }

    /// 
    /// 房门抽象类，子类的房门必须继承该类
    /// 
    public abstract class Door
    {
        /// 
        /// 创建房门
        /// 
        public abstract void Create();
    }

    #endregion

创建欧式风格工厂

 /// 
    /// 欧式风格房子的工厂，负责创建欧式风格的房子
    /// 
    public class EuropeanFactory : AbstractFactory
    {
        // 制作欧式房顶
        public override Roof CreateRoof()
        {
            return new EuropeanRoof();
        }

        // 制作欧式地板
        public override Floor CreateFloor()
        {
            return new EuropeanFloor();
        }

        // 制作欧式窗户
        public override Window CreateWindow()
        {
            return new EuropeanWindow();
        }

        // 制作欧式房门
        public override Door CreateDoor()
        {
            return new EuropeanDoor();
        }
    }

创建欧式风格实现

 /// 
    /// European 欧式风格建筑
    /// 
    public class European
    {
        /// 
        /// 欧式地板类
        /// 
        public class EuropeanFloor : Floor
        {
            public override void Create()
            {
                Console.WriteLine("创建欧式的地板");
            }
        }


        /// 
        /// 欧式的房顶
        /// 
        public class EuropeanRoof : Roof
        {
            public override void Create()
            {
                Console.WriteLine("创建欧式的房顶");
            }
        }


        /// 
        ///欧式的窗户
        /// 
        public class EuropeanWindow : Window
        {
            public override void Create()
            {
                Console.WriteLine("创建欧式的窗户");
            }
        }


        /// 
        /// 欧式的房门
        /// 
        public class EuropeanDoor : Door
        {
            public override void Create()
            {
                Console.WriteLine("创建欧式的房门");
            }
        }

    }

欧式风格调用

 public void RunTest()
        {
            // 欧式风格的房子
            Console.WriteLine("开始设计欧式风格房子！");
            AbstractFactory europeanFactory = new EuropeanFactory();
            europeanFactory.CreateRoof().Create();
            europeanFactory.CreateFloor().Create();
            europeanFactory.CreateWindow().Create();
            europeanFactory.CreateDoor().Create();
        }

如果新需求设计新的风格房子，现代风格建筑，只需要创建对应的具体实现工厂和具体产品分风格设计实现。

创建现代风格工厂

 /// 
    /// 现在风格房子的工厂，负责创建现代风格的房子
    /// 
    public class ModernizationFactory : AbstractFactory
    {
        // 制作现代房顶
        public override Roof CreateRoof()
        {
            return new ModernizationRoof();
        }

        // 制作现代地板
        public override Floor CreateFloor()
        {
            return new ModernizationFloor();
        }

        // 制作现代窗户
        public override Window CreateWindow()
        {
            return new ModernizationWindow();
        }

        // 制作现代房门
        public override Door CreateDoor()
        {
            return new ModernizationDoor();
        }
    }

创建现代风格实现

  /// 
    /// Modernization 现代风格建筑
    /// 
    public class Modernization
    {

        /// 
        /// 现代的房顶
        /// 
        public class ModernizationRoof : Roof
        {
            public override void Create()
            {
                Console.WriteLine("创建现代的房顶");
            }
        }

        /// 
        /// 现代的地板
        /// 
        public class ModernizationFloor : Floor
        {
            public override void Create()
            {
                Console.WriteLine("创建现代的地板");
            }
        }

        /// 
        /// 现代的窗户
        /// 
        public class ModernizationWindow : Window
        {
            public override void Create()
            {
                Console.WriteLine("创建现代的窗户");
            }
        }

        /// 
        /// 现代的房门
        /// 
        public class ModernizationDoor : Door
        {
            public override void Create()
            {
                Console.WriteLine("创建现代的房门");
            }
        }

    }

现代风格调用

 public void RunTest()
        {
            // 欧式风格的房子
            Console.WriteLine("开始设计欧式风格房子！");
            AbstractFactory europeanFactory = new EuropeanFactory();
            europeanFactory.CreateRoof().Create();
            europeanFactory.CreateFloor().Create();
            europeanFactory.CreateWindow().Create();
            europeanFactory.CreateDoor().Create();


            //现代风格的房子
            Console.WriteLine("开始设计现代风格的房子！");
            AbstractFactory modernizationFactory = new ModernizationFactory();
            modernizationFactory.CreateRoof().Create();
            modernizationFactory.CreateFloor().Create();
            modernizationFactory.CreateWindow().Create();
            modernizationFactory.CreateDoor().Create();
        }

抽象工厂模式的优缺点

优点：

【抽象工厂模式】将系列产品的创建工作延迟到具体工厂的子类中，我们声明工厂类变量的时候是使用的抽象类型，同理，我们使用产品类型也是抽象类型，这样做就尽可能的可以减少客户端代码与具体产品类之间的依赖，从而降低了系统的耦合度。耦合度降低了，对于后期的维护和扩展就更有利，这也就是【抽象工厂模式】的优点所在。

缺点：

【抽象工厂模式】很难支持增加新产品的变化，这是因为抽象工厂接口中已经确定了可以被创建的产品集合，如果需要添加新产品，此时就必须去修改抽象工厂的接口，这样就涉及到抽象工厂类以及所有子类的改变，这样也就违背了“开放—封闭”原则。

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