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设计模式：抽象工厂 - 掌控多产品族的创建之道

news 来源：原创 2025/9/18 2:25:58

一、什么是抽象工厂模式？

抽象工厂模式是一种创建型设计模式，提供一个接口，用于创建一系列相关或相互依赖的对象，而无需指定它们的具体类。

核心思想

1.定义多个产品的抽象接口，统一管理具体产品和工厂的创建逻辑。

2.客户端通过抽象工厂接口获取对象，屏蔽具体实现，降低耦合度。

特点

1.适用于需要创建多个产品族的场景。

2.提高系统的一致性和扩展性，便于后期维护。

总结：抽象工厂模式通过定义一组抽象产品接口及其具体实现，将对象的创建与使用解耦，使系统便于扩展和维护。

二、抽象工厂模式 vs 工厂方法模式

在深入了解抽象工厂模式之前，先来看看它与工厂方法模式的相似点和不同点。

相似点

1.核心理念一致：

两者都通过工厂类封装对象的创建过程，避免直接实例化对象，从而提高代码的灵活性和可维护性。

2.关键要素相似：

两者均包含以下四个核心要素：抽象工厂、具体工厂、抽象产品、具体产品。

3.问题类似：

新增产品时，客户端代码仍需修改来指定具体工厂类。

不同点

1.抽象产品的数量

• 工厂方法模式：只有一个抽象产品类，每个具体工厂类只能创建一个具体产品实例。

• 抽象工厂模式：有多个抽象产品类，每个具体工厂类可以创建多个具体产品实例。

2.具体工厂的功能

• 工厂方法模式：每个具体工厂只能创建单一类型的具体产品实例。

• 抽象工厂模式：每个具体工厂可以创建多个相关的具体产品实例。

3.适用场景

• 工厂方法模式：适用于创建单一产品，且产品种类较简单。

• 抽象工厂模式：适用于创建一组相关联的产品，这些产品需保证一定的一致性。

总结

• 工厂方法模式：更简单，适合单一产品创建。

• 抽象工厂模式：功能更强大，适合创建多种相关产品的复杂场景。

三、抽象工厂模式的实际案例

场景

需要支持多种通知渠道（如邮件通知和短信通知），且每种渠道需要同时提供两种服务：普通通知和紧急通知。

没有使用设计模式的实现

public class NotificationService {public void send(String type, String level, String message) {if ("Email".equals(type)) {if ("Normal".equals(level)) {System.out.println("Sending Normal Email: " + message);} else if ("Urgent".equals(level)) {System.out.println("Sending Urgent Email: " + message);}} else if ("SMS".equals(type)) {if ("Normal".equals(level)) {System.out.println("Sending Normal SMS: " + message);} else if ("Urgent".equals(level)) {System.out.println("Sending Urgent SMS: " + message);}}}
}

问题：

1.随着通知类型和通知级别的增加，if-else逻辑会变得非常复杂。

2.难以扩展，例如新增“推送通知”时，必须修改原有代码，违反开闭原则。

抽象工厂模式的实现

1.抽象产品类

定义两类产品接口：普通通知和紧急通知。

// 普通通知接口
public interface NormalNotification {void send(String message);
}// 紧急通知接口
public interface UrgentNotification {void send(String message);
}

2.具体产品类

实现邮件通知和短信通知的具体逻辑。

// 邮件普通通知
public class EmailNormalNotification implements NormalNotification {public void send(String message) {System.out.println("Sending Normal Email: " + message);}
}// 邮件紧急通知
public class EmailUrgentNotification implements UrgentNotification {public void send(String message) {System.out.println("Sending Urgent Email: " + message);}
}// 短信普通通知
public class SMSNormalNotification implements NormalNotification {public void send(String message) {System.out.println("Sending Normal SMS: " + message);}
}// 短信紧急通知
public class SMSUrgentNotification implements UrgentNotification {public void send(String message) {System.out.println("Sending Urgent SMS: " + message);}
}

3.抽象工厂类

定义工厂接口，用于创建普通通知和紧急通知的产品实例。

public interface NotificationFactory {NormalNotification createNormalNotification();UrgentNotification createUrgentNotification();
}

4.具体工厂类

分别实现邮件通知工厂和短信通知工厂。

// 邮件通知工厂：2类产品（普通通知和紧急通知）

public class EmailNotificationFactory implements NotificationFactory {public NormalNotification createNormalNotification() {return new EmailNormalNotification();}public UrgentNotification createUrgentNotification() {return new EmailUrgentNotification();}
}

// 短信通知工厂：2类产品（普通通知和紧急通知）
public class SMSNotificationFactory implements NotificationFactory {public NormalNotification createNormalNotification() {return new SMSNormalNotification();}public UrgentNotification createUrgentNotification() {return new SMSUrgentNotification();}
}

5.客户端代码

客户端通过抽象工厂动态选择具体工厂，并创建相应的产品对象。

public class Client {public static void main(String[] args) {// 使用邮件通知工厂NotificationFactory emailFactory = new EmailNotificationFactory();// 获取普通邮件通知NormalNotification emailNormal = emailFactory.createNormalNotification();// 获取紧急邮件通知UrgentNotification emailUrgent = emailFactory.createUrgentNotification();// 发送普通邮件通知emailNormal.send("This is a normal email.");// 发送紧急邮件通知emailUrgent.send("This is an urgent email.");// 使用短信通知工厂NotificationFactory smsFactory = new SMSNotificationFactory();// 获取普通短信通知NormalNotification smsNormal = smsFactory.createNormalNotification();// 获取紧急短信通知UrgentNotification smsUrgent = smsFactory.createUrgentNotification();// 发送普通短信通知smsNormal.send("This is a normal SMS.");// 发送紧急短信通知smsUrgent.send("This is an urgent SMS.");}
}

四、抽象工厂模式的价值

1.更强的扩展性

新增通知方式（如推送通知）时，只需添加新的工厂类和具体产品类，不修改已有的产品及工厂代码。

2.降低耦合度

客户端只依赖抽象接口，避免直接依赖具体的产品类和工厂类。

3.管理多个产品族

可同时管理多个产品（如普通通知和紧急通知等），保持系统设计的一致性。

4.易维护与测试

每个工厂和产品类可以独立测试，修改时影响范围更小，降低维护成本。

五、总结

抽象工厂模式在工厂方法模式的基础上，解决了单一产品创建的问题，支持多个产品族的创建，提升了系统的一致性、扩展性和可维护性。

在复杂项目中，抽象工厂模式可以有效管理对象创建逻辑，保持系统的稳定性和灵活性。

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二、抽象工厂模式 vs 工厂方法模式

三、抽象工厂模式的实际案例

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