抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern） ​

1. 官方定义 ​

"Provide an interface for creating families of related or dependent objects without specifying their concrete classes."
—— 《Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software》(GoF, 1994)

核心：提供一个接口，用于创建一组相关或依赖的对象，而无需指定它们的具体类。

2. 模式解释 ​

核心思想 ​

• 产品族（Product Family）：一组相互关联或依赖的对象（例如 GUI 中的按钮、文本框、滚动条需风格统一）。
• 抽象工厂：定义创建产品族的接口，具体工厂负责实现该接口以生成特定风格的产品。
• 客户端解耦：客户端仅依赖抽象工厂和抽象产品接口，不感知具体实现。

典型结构 ​

                |<<Interface>>|
                AbstractFactory
                     △
                     | implements
                     |
      ┌──────────────┴──────────────┐
      |                             |
ConcreteFactoryA             ConcreteFactoryB
      |                             |
createProduct1() → ProductA1       createProduct1() → ProductB1
createProduct2() → ProductA2       createProduct2() → ProductB2

|<<Interface>>|            |<<Interface>>|
Product1                    Product2
   △                          △
   | implements               | implements
   |                          |
ProductA1 ──────────────── ProductA2
ProductB1 ──────────────── ProductB2

优点 ​

• 一致性保证：确保同一产品族中的对象协同工作（如 Windows 风格的所有组件）。
• 开闭原则支持：新增产品族时只需扩展新工厂，无需修改已有代码。
• 客户端简化：客户端代码仅依赖抽象接口，与具体实现解耦。

缺点 ​

• 扩展产品类型困难：新增产品类型（如新增一个 Product3）需修改所有工厂接口和实现类。
• 复杂度高：需预先设计完善的产品族结构，否则易过度设计。

3. 解决的问题 ​

经典场景 ​

1. 跨平台 UI 组件
   • 为 Windows、Mac、Linux 提供风格统一的按钮（Button）、文本框（TextBox）。
2. 数据库访问抽象
   • 支持 MySQL、Oracle 等数据库的 Connection、Command、Adapter 组件的兼容创建。
3. 系统换肤功能
   • 切换主题时，确保所有 UI 元素（颜色、字体、图标）风格一致。

4. 实现注意事项 ​

关键实现点 ​

1. 产品族定义
   • 明确哪些对象属于同一产品族（如 Button + TextBox 属于 UI 组件族）。
2. 接口设计
   • 抽象工厂接口需声明所有产品类型的创建方法（如 createButton(), createTextBox()）。
3. 产品兼容性
   • 确保同一工厂创建的对象能协同工作（如 Windows 工厂生产的按钮不能与 Mac 文本框混用）。
4. 配置管理
   • 通过配置文件、环境变量或依赖注入（如 Spring）动态选择具体工厂（如 WindowsFactory vs MacFactory）。

代码片段示例 ​

// 抽象产品族
interface Button { void render(); }
interface TextBox { void input(); }

// 具体产品（Windows 风格）
class WindowsButton implements Button { /* ... */ }
class WindowsTextBox implements TextBox { /* ... */ }

// 抽象工厂
interface GUIFactory {
    Button createButton();
    TextBox createTextBox();
}

// 具体工厂（Windows）
class WindowsFactory implements GUIFactory {
    public Button createButton() { return new WindowsButton(); }
    public TextBox createTextBox() { return new WindowsTextBox(); }
}

5. 实现变体 ​

两种常见实现方式 ​

6. 相似模式对比 ​

7. 组合使用场景 ​

常见搭配模式 ​

1. 单例模式
   • 场景：确保具体工厂类全局唯一（如数据库工厂只需一个实例）。
   • 组合方式：将 ConcreteFactory 实现为单例。
2. 原型模式
   • 场景：快速生成复杂产品族的副本（如游戏中的地图模板生成器）。
3. 组合模式
   • 场景：统一处理产品族中的复杂结构（如 UI 容器中包含多个组件）。

8. 总结记忆点 ​

• 核心价值：为相关对象组提供统一创建的抽象层。
• 一句话区分工厂方法 vs 抽象工厂：
  • 工厂方法：1 个工厂 → 1 个产品
  • 抽象工厂：1 个工厂 → N 个关联产品
• 适用性判断：当系统需要多维度切换产品组合时优先考虑（如同时切换操作系统和 UI 主题）。