编辑“︁抽象工厂模式”︁

{{Note|本文是'''设计模式'''系列的一部分，重点讲解'''抽象工厂模式'''。适合初学者及需要巩固该概念的程序员。}}

== 抽象工厂模式 ==
'''抽象工厂模式'''（Abstract Factory Pattern）是一种创建型设计模式，它提供了一种方式来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。该模式围绕一个超级工厂（抽象工厂）展开，该工厂可以创建其他工厂（具体工厂），这些工厂又负责生成特定系列的产品。

=== 核心思想 ===
抽象工厂模式的核心在于：
* 定义一个'''抽象工厂接口'''，声明一组创建产品的方法。
* 每个'''具体工厂'''实现该接口，负责生产特定系列的产品。
* 客户端代码仅通过抽象接口与工厂和产品交互，无需关心具体实现。

=== 适用场景 ===
* 需要创建一组相关或依赖的对象。
* 系统需要独立于其产品的创建、组合和表示。
* 系统需要配置多个产品系列中的一个。

== 结构 ==
<mermaid>
classDiagram
    class AbstractFactory {
        <<interface>>
        +createProductA() AbstractProductA
        +createProductB() AbstractProductB
    }
    class ConcreteFactory1 {
        +createProductA() AbstractProductA
        +createProductB() AbstractProductB
    }
    class ConcreteFactory2 {
        +createProductA() AbstractProductA
        +createProductB() AbstractProductB
    }
    class AbstractProductA {
        <<interface>>
        +operationA() String
    }
    class AbstractProductB {
        <<interface>>
        +operationB() String
    }
    class ProductA1 {
        +operationA() String
    }
    class ProductA2 {
        +operationA() String
    }
    class ProductB1 {
        +operationB() String
    }
    class ProductB2 {
        +operationB() String
    }
    AbstractFactory <|-- ConcreteFactory1
    AbstractFactory <|-- ConcreteFactory2
    AbstractProductA <|-- ProductA1
    AbstractProductA <|-- ProductA2
    AbstractProductB <|-- ProductB1
    AbstractProductB <|-- ProductB2
    ConcreteFactory1 --> ProductA1
    ConcreteFactory1 --> ProductB1
    ConcreteFactory2 --> ProductA2
    ConcreteFactory2 --> ProductB2
</mermaid>

=== 关键组件 ===
1. '''AbstractFactory'''：声明创建抽象产品的方法。
2. '''ConcreteFactory'''：实现抽象工厂的方法，生成具体产品。
3. '''AbstractProduct'''：声明产品的接口。
4. '''ConcreteProduct'''：实现抽象产品的接口。

== 代码示例 ==
以下是一个Java示例，展示如何实现抽象工厂模式。

=== 定义抽象产品和工厂 ===
<syntaxhighlight lang="java">
// 抽象产品A
interface Button {
    void render();
}

// 抽象产品B
interface Checkbox {
    void render();
}

// 抽象工厂
interface GUIFactory {
    Button createButton();
    Checkbox createCheckbox();
}
</syntaxhighlight>

=== 具体产品和工厂 ===
<syntaxhighlight lang="java">
// 具体产品A1
class WindowsButton implements Button {
    @Override
    public void render() {
        System.out.println("Render a Windows button");
    }
}

// 具体产品B1
class WindowsCheckbox implements Checkbox {
    @Override
    public void render() {
        System.out.println("Render a Windows checkbox");
    }
}

// 具体工厂1
class WindowsFactory implements GUIFactory {
    @Override
    public Button createButton() {
        return new WindowsButton();
    }

    @Override
    public Checkbox createCheckbox() {
        return new WindowsCheckbox();
    }
}

// 具体产品A2
class MacOSButton implements Button {
    @Override
    public void render() {
        System.out.println("Render a macOS button");
    }
}

// 具体产品B2
class MacOSCheckbox implements Checkbox {
    @Override
    public void render() {
        System.out.println("Render a macOS checkbox");
    }
}

// 具体工厂2
class MacOSFactory implements GUIFactory {
    @Override
    public Button createButton() {
        return new MacOSButton();
    }

    @Override
    public Checkbox createCheckbox() {
        return new MacOSCheckbox();
    }
}
</syntaxhighlight>

=== 客户端代码 ===
<syntaxhighlight lang="java">
public class Application {
    private Button button;
    private Checkbox checkbox;

    public Application(GUIFactory factory) {
        button = factory.createButton();
        checkbox = factory.createCheckbox();
    }

    public void render() {
        button.render();
        checkbox.render();
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 使用Windows工厂
        Application app1 = new Application(new WindowsFactory());
        app1.render();

        // 使用macOS工厂
        Application app2 = new Application(new MacOSFactory());
        app2.render();
    }
}
</syntaxhighlight>

=== 输出 ===
<pre>
Render a Windows button
Render a Windows checkbox
Render a macOS button
Render a macOS checkbox
</pre>

== 实际应用案例 ==
抽象工厂模式常用于以下场景：
1. '''跨平台UI库'''（如Java AWT/Swing、Qt）。
2. '''数据库访问层'''（支持多种数据库如MySQL、PostgreSQL）。
3. '''游戏开发'''（为不同角色生成配套的武器、装备等）。

=== 数据库访问示例 ===
假设需要支持MySQL和PostgreSQL两种数据库：
* 抽象工厂：<code>DatabaseFactory</code>
* 具体工厂：<code>MySQLFactory</code>、<code>PostgreSQLFactory</code>
* 抽象产品：<code>Connection</code>、<code>Command</code>
* 具体产品：<code>MySQLConnection</code>、<code>PostgreSQLCommand</code>等

== 优缺点 ==
=== 优点 ===
* 确保产品系列的一致性。
* 客户端代码与具体类解耦。
* 符合开闭原则（新增产品系列容易）。

=== 缺点 ===
* 扩展新产品种类困难（需修改抽象工厂接口）。
* 增加了系统复杂度。

== 总结 ==
抽象工厂模式是创建一组相关对象的强大工具，尤其适合需要确保产品兼容性的场景。通过抽象接口隔离具体实现，它提升了代码的灵活性和可维护性。

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