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Java 抽象工厂模式(Abstract Factory Pattern)详解

🌟 什么是抽象工厂模式?

抽象工厂模式是工厂方法模式的升级版,提供一个接口,用于创建一系列相关或相互依赖的对象,而无需指定它们具体的类。


🧠 使用场景

  • 系统需要创建多个系列的产品对象
  • 系统需要与多个产品系列中的一个进行交互
  • 需要保证产品对象之间的兼容性(例如 UI 样式组件)

🏗️ 模式结构

  • AbstractFactory(抽象工厂)
  • ConcreteFactory(具体工厂)
  • AbstractProduct(抽象产品)
  • ConcreteProduct(具体产品)
  • Client(客户端)

✅ 示例:跨平台 UI 工厂(Windows & Mac)

抽象产品接口

public interface Button {void paint();
}public interface TextField {void render();
}

具体产品实现

public class WindowsButton implements Button {public void paint() {System.out.println("Rendering Windows Button");}
}public class MacButton implements Button {public void paint() {System.out.println("Rendering Mac Button");}
}public class WindowsTextField implements TextField {public void render() {System.out.println("Rendering Windows TextField");}
}public class MacTextField implements TextField {public void render() {System.out.println("Rendering Mac TextField");}
}

抽象工厂接口

public interface GUIFactory {Button createButton();TextField createTextField();
}

具体工厂实现

public class WindowsFactory implements GUIFactory {public Button createButton() {return new WindowsButton();}public TextField createTextField() {return new WindowsTextField();}
}public class MacFactory implements GUIFactory {public Button createButton() {return new MacButton();}public TextField createTextField() {return new MacTextField();}
}

客户端调用

public class Application {private Button button;private TextField textField;public Application(GUIFactory factory) {button = factory.createButton();textField = factory.createTextField();}public void render() {button.paint();textField.render();}public static void main(String[] args) {GUIFactory factory = new WindowsFactory(); // 可替换为 MacFactoryApplication app = new Application(factory);app.render();}
}

🧩 优点

  • 符合开闭原则,易于扩展新产品族
  • 保证产品之间的兼容性
  • 封装了对象的创建过程,客户端无需关心细节

⚠️ 缺点

  • 每增加一个产品族都需要修改工厂接口,系统复杂度增加
  • 不易支持“新产品等级结构”的变化

🆚 与工厂方法的区别

特点工厂方法抽象工厂
创建对象数一类产品一族产品
类数量工厂类较少工厂类更多
产品间的关联不强调关联强调一族产品间的一致性
示例创建单一 Logger创建一整套 UI 控件

✅ 使用建议

当产品对象有“系列”概念,且客户端必须使用同一产品族中的对象时,抽象工厂是最合适的选择。


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