设计模式学习（六）：产品族的创建-抽象工厂模式
工厂方法模式通过引入工厂等级结构，解决了简单工厂模式中工厂类职责太重的问题，但由于工厂方法模式中的每个工厂只生产一类产品，可能会导致系统中存在大量的工厂类，势必会增加系统的开销。此时，可以考虑将一些相关的产品组成一个“产品族”，由同一个工厂来统一生产，这将是抽象工厂模式的基本思想。
一、产品等级结构和产品族
为了更好的理解抽象工厂模式，这里先引入两个概念：
1.产品等级结构：产品等级结构即产品的继承结构，例如一个抽象类是电视机，其子类有海尔电视机、海信电视机、TCL电视机，则抽象电视机与具体品牌的电视机之间构成了一个产品等级结构，抽象电视机是父类，而具体品牌的电视机是其子类。纵向
2.产品族：在抽象工厂模式中，产品族是指由同一个工厂生产的，位于不同产品等级结构中的一组产品，例如海尔电器工厂生产的海尔电视机、海尔电冰箱，海尔电视机位于电视机产品等级结构中，海尔电冰箱位于电冰箱产品结构中，海尔电视机、海尔电冰箱构成了一个产品族。横向
当系统所提供的工厂生产的具体产品并不是一个简单的对象，而是多个位于不同产品等级结构、属于不同类型的具体产品时，就可以使用抽象工厂模式。
抽象工厂模式与工厂方法模式的区别在于，工厂方法模式针对的是一个产品等级结构，而抽象工厂模式需要面对多个产品等级结构，一个工厂等级结构可以负责多个不同产品等级结构中的产品对象的创建。当一个工厂等级结构可以创建出分属不同产品等级结构的一个产品族中的所有对象时，抽象工厂模式比工厂方法模式更为简单、更有效。
二、概述
抽象工厂模式为创建一组对象提供了一种解决方案。与工厂方法模式相比，抽象工厂模式中的具体工厂不只是创建一种产品，它负责创建一族产品。
抽象工厂模式(Abstract Factory Pattern)：提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无须制定它们的具体类。抽象工厂模式又称为Kit模式，它是一种对象创建模式。
三、类图
说明：
(1)AbstractFactory：它声明了一组用于创建一族产品的方法，每一个方法对应一种产品。
(2)ConcreteFactory：它实现了在抽象工厂中声明的创建产品的方法，生成一组具体的产品，这些产品构成了一个产品族，每一个产品都位于某个产品等级结构中。
(3)AbstractProduct：它为每种产品声明接口，在抽象产品中声明了产品所具有的业务方法。
(4)ConcreteProduct：它定义具体工厂生产的具体产品对象，实现在抽象接口中声明的业务方法。
四、核心代码
(1)AbstractFactory
1 public abstract class AbstractFactory 2 { 3 public abstract AbstractProductA CreateProductA();//工厂方法一 4 public abstract AbstractProductB CreateProductB();//工厂方法二 5 }
(2)ConcreteFactory
1 public class ConcreteFactory1 : AbstractFactory 2 { 3 public override AbstractProductA CreateProductA() 4 { 5 return new ConcreteProductA1(); 6 } 7 8 public override AbstractProductB CreateProductB() 9 { 10 return new ConcreteProductB1(); 11 } 12 }
(3)AbstractProduct
1 public abstract class AbstractProduct 2 { 3 public void Display();//业务方法 4 }
(4)ConcreteProduct
1 public class ConcreteProductA1 : AbstractProduct 2 { 3 public override void Display() 4 { 5 ...具体的业务方法 6 } 7 }
通过配置文件和反射来创建具体的工厂
(5)配置文件
1 <?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?> 2 <configuration> 3 <appSettings> 4 <add key="factory" value="AbstractFactoryPattern.ConcreteFactory1"/> 5 </appSettings> 6 </configuration>
(6)客户端代码
1 class Program 2 { 3 static void Main(string[] args) 4 { 5 AbstractFactory factory; 6 AbstractProductA productA; 7 AbstractProductB productB; 8 9 //读取配置文件中的工厂名称 10 string name = ConfigurationManager.AppSettings["factory"]; 11 12 //反射 13 factory = (AbstractFactory )Assembly.Load("AbstractFactoryPattern").CreateInstance(name); 14 productA = factory.CreateProductA(); 15 productB= factory.CreateProductB(); 16 17 productA.Display(); 18 productB.Display(); 19 20 Console.ReadKey(); 21 } 22 }
五、开闭原则的倾斜性
在抽象工厂模式中，增加新的产品组很方便，但是增加新的产品等级结构很麻烦，抽象工厂模式的这种性质成为开闭原则的倾斜性。
六、总结
1.优点
(1)抽象工厂模式隔离了具体类的生成，使得客户并需要知道什么被创建。由于这种隔离，更换一个具体的工厂就变的相对容易，所有的具体工厂都实现了在抽象工厂中声明的那些公共接口，因此只需要改变具体工厂的实例，就可以在某种程度上改变整个软件系统的行为。
(2)当一个产品族中的多个对象被设计成一起工作时，它能够保证客户端始终只使用同一个产品族中的对象。
(3)增加新的产品族很方便，无须修改已有系统，符合开闭原则。
2.缺点
增加新的产品等级结构麻烦，需要对原有系统进行较大修改，甚至需要修改抽象层代码，违背开闭原则。
3.使用场景
(1)一个系统不应当依赖于产品类实例如何被创建、组合和表达的细节，这对于所有类型的工厂模式都是很重要的，用户无需关心对象的创建过程，将对象的创建和使用解耦。
(2)系统中有多余一个的产品族，而每次只使用其中某一产品族。可以通过配置文件等方式来使得用户可以动态改变产品族，也可以很方便地增加新的产品族。
(3)属于同一个产品族的产品将在一起使用，这一约束必须在系统的设计中体现出来。
(4)产品等级结构稳定，设计完成之后，不会向系统中增加新的产品等级结构或者删除已有的产品等级结构。
