抽象工厂

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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。

抽象工厂模式（Abstract Factory）是一个比较复杂的创建型模式。

抽象工厂模式和工厂方法不太一样，它要解决的问题比较复杂，不但工厂是抽象的，产品是抽象的，而且有多个产品需要创建，因此，这个抽象工厂会对应到多个实际工厂，每个实际工厂负责创建多个实际产品：

                                ┌────────┐
                             ─ ▶│ProductA│
┌────────┐    ┌─────────┐   │   └────────┘
│ Client │─ ─▶│ Factory │─ ─
└────────┘    └─────────┘   │   ┌────────┐
                   ▲         ─ ▶│ProductB│
           ┌───────┴───────┐    └────────┘
           │               │
      ┌─────────┐     ┌─────────┐
      │Factory1 │     │Factory2 │
      └─────────┘     └─────────┘
           │   ┌─────────┐ │   ┌─────────┐
            ─ ▶│ProductA1│  ─ ▶│ProductA2│
           │   └─────────┘ │   └─────────┘
               ┌─────────┐     ┌─────────┐
           └ ─▶│ProductB1│ └ ─▶│ProductB2│
               └─────────┘     └─────────┘
 

这种模式有点类似于多个供应商负责提供一系列类型的产品。我们举个例子：

假设我们希望为用户提供一个 Markdown 文本转换为 HTML 和 Word 的服务，它的接口定义如下：

public interface AbstractFactory {// 创建 Html 文档:
    HtmlDocument createHtml(String md);
    // 创建 Word 文档:
    WordDocument createWord(String md);
}

注意到上面的抽象工厂仅仅是一个接口，没有任何代码。同样的，因为 HtmlDocument 和WordDocument都比较复杂，现在我们并不知道如何实现它们，所以只有接口：

// Html 文档接口:
public interface HtmlDocument {String toHtml();
    void save(Path path) throws IOException;
}
 
// Word 文档接口:
public interface WordDocument {void save(Path path) throws IOException;
}

这样，我们就定义好了抽象工厂（AbstractFactory）以及两个抽象产品（HtmlDocument和WordDocument）。因为实现它们比较困难，我们决定让供应商来完成。

现在市场上有两家供应商：FastDoc Soft 的产品便宜，并且转换速度快，而 GoodDoc Soft 的产品贵，但转换效果好。我们决定同时使用这两家供应商的产品，以便给免费用户和付费用户提供不同的服务。

我们先看看 FastDoc Soft 的产品是如何实现的。首先，FastDoc Soft 必须要有实际的产品，即 FastHtmlDocument 和FastWordDocument：

public class FastHtmlDocument implements HtmlDocument {public String toHtml() {...}
    public void save(Path path) throws IOException {...}
}
 
public class FastWordDocument implements WordDocument {public void save(Path path) throws IOException {...}
}

然后，FastDoc Soft 必须提供一个实际的工厂来生产这两种产品，即FastFactory：

public class FastFactory implements AbstractFactory {public HtmlDocument createHtml(String md) {return new FastHtmlDocument(md);
    }
    public WordDocument createWord(String md) {return new FastWordDocument(md);
    }
}

这样，我们就可以使用 FastDoc Soft 的服务了。客户端编写代码如下：

// 创建 AbstractFactory，实际类型是 FastFactory:
AbstractFactory factory = new FastFactory();
// 生成 Html 文档:
HtmlDocument html = factory.createHtml("#Hello\nHello, world!");
html.save(Paths.get(".", "fast.html"));
// 生成 Word 文档:
WordDocument word = factory.createWord("#Hello\nHello, world!");
word.save(Paths.get(".", "fast.doc"));

如果我们要同时使用 GoodDoc Soft 的服务怎么办？因为用了抽象工厂模式，GoodDoc Soft 只需要根据我们定义的抽象工厂和抽象产品接口，实现自己的实际工厂和实际产品即可：

// 实际工厂:
public class GoodFactory implements AbstractFactory {public HtmlDocument createHtml(String md) {return new GoodHtmlDocument(md);
    }
    public WordDocument createWord(String md) {return new GoodWordDocument(md);
    }
}
 
// 实际产品:
public class GoodHtmlDocument implements HtmlDocument {...}
 
public class GoodWordDocument implements HtmlDocument {...}

客户端要使用 GoodDoc Soft 的服务，只需要把原来的 new FastFactory() 切换为 new GoodFactory() 即可。

注意到客户端代码除了通过 new 创建了 FastFactory 或GoodFactory外，其余代码只引用了产品接口，并未引用任何实际产品（例如，FastHtmlDocument），如果把创建工厂的代码放到 AbstractFactory 中，就可以连实际工厂也屏蔽了：

public interface AbstractFactory {public static AbstractFactory createFactory(String name) {if (name.equalsIgnoreCase("fast")) {return new FastFactory();} else if (name.equalsIgnoreCase("good")) {return new GoodFactory();} else {throw new IllegalArgumentException("Invalid factory name");
        }
    }
}

我们来看看 FastFactory 和GoodFactory创建的 WordDocument 的实际效果：

注意：出于简化代码的目的，我们只支持两种 Markdown 语法：以 # 开头的标题以及普通正文。

练习

使用 Abstract Factory 模式实现 HtmlDocument 和WordDocument。

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小结

抽象工厂模式是为了让创建工厂和一组产品与使用相分离，并可以随时切换到另一个工厂以及另一组产品；

抽象工厂模式实现的关键点是定义工厂接口和产品接口，但如何实现工厂与产品本身需要留给具体的子类实现，客户端只和抽象工厂与抽象产品打交道。