抽象工厂模式
抽象工厂模式(Abstract Factory Pattern)是围绕一个超级工厂创建其他工厂。该超级工厂又称为其他工厂的工厂。这种类型的设计模式属于创建型模式,它提供了一种创建对象的最佳方式。
在抽象工厂模式中,接口是负责创建一个相关对象的工厂,不需要显式指定它们的类。每个生成的工厂都能按照工厂模式提供对象。
抽象工厂模式提供了一种创建一系列相关或相互依赖对象的接口,而无需指定具体实现类。通过使用抽象工厂模式,可以将客户端与具体产品的创建过程解耦,使得客户端可以通过工厂接口来创建一族产品。
意图:
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。
主要解决:
主要解决接口选择的问题。
何时使用:
系统的产品有多于一个的产品族,而系统只消费其中某一族的产品。
如何解决:
在一个产品族里面,定义多个产品。
关键代码:
在一个工厂里聚合多个同类产品。
应用实例:
工作了,为了参加一些聚会,肯定有两套或多套衣服吧,比如说有商务装(成套,一系列具体产品)、时尚装(成套,一系列具体产品),甚至对于一个家庭来说,可能有商务女装、商务男装、时尚女装、时尚男装,这些也都是成套的,即一系列具体产品。假设一种情况(现实中是不存在的,但有利于说明抽象工厂模式),在您的家中,某一个衣柜(具体工厂)只能存放某一种这样的衣服(成套,一系列具体产品),每次拿这种成套的衣服时也自然要从这个衣柜中取出了。用 OOP 的思想去理解,所有的衣柜(具体工厂)都是衣柜类的(抽象工厂)某一个,而每一件成套的衣服又包括具体的上衣(某一具体产品),裤子(某一具体产品),这些具体的上衣其实也都是上衣(抽象产品),具体的裤子也都是裤子(另一个抽象产品)。
优点:
当一个产品族中的多个对象被设计成一起工作时,它能保证客户端始终只使用同一个产品族中的对象。
缺点:
产品族扩展非常困难,要增加一个系列的某一产品,既要在抽象的 Creator 里加代码,又要在具体的里面加代码。
使用场景:
1、QQ 换皮肤,一整套一起换。
2、生成不同操作系统的程序。
注意事项:
产品族难扩展,产品等级易扩展。
抽象工厂模式包含以下几个核心角色:
-
抽象工厂(Abstract Factory):声明了一组用于创建产品对象的方法,每个方法对应一种产品类型。抽象工厂可以是接口或抽象类。
-
具体工厂(Concrete Factory):实现了抽象工厂接口,负责创建具体产品对象的实例。
-
抽象产品(Abstract Product):定义了一组产品对象的共同接口或抽象类,描述了产品对象的公共方法。
-
具体产品(Concrete Product):实现了抽象产品接口,定义了具体产品的特定行为和属性。
抽象工厂模式通常涉及一族相关的产品,每个具体工厂类负责创建该族中的具体产品。客户端通过使用抽象工厂接口来创建产品对象,而不需要直接使用具体产品的实现类。
我们将创建
Shape
和
Color
接口和实现这些接口的实体类。下一步是创建抽象工厂类
AbstractFactory
。接着定义工厂类
ShapeFactory
和
ColorFactory
,这两个工厂类都是扩展了
AbstractFactory
。然后创建一个工厂创造器/生成器类
FactoryProducer
。
AbstractFactoryPatternDemo
类使用
FactoryProducer
来获取
AbstractFactory
对象。它将向
AbstractFactory
传递形状信息
Shape
(
CIRCLE / RECTANGLE / SQUARE
),以便获取它所需对象的类型。同时它还向
AbstractFactory
传递颜色信息
Color
(
RED / GREEN / BLUE
),以便获取它所需对象的类型。
步骤 1
为形状创建一个接口。
Shape.java
public
interface
Shape
{
void
draw
(
)
;
}
步骤 2
创建实现接口的实体类。
Rectangle.java
Rectangle.java
public
class
Rectangle
implements
Shape
{
@
Override
public
void
draw
(
)
{
System
.
out
.
println
(
"
Inside Rectangle::draw() method.
"
)
;
}
}
Square.java
public
class
Square
implements
Shape
{
@
Override
public
void
draw
(
)
{
System
.
out
.
println
(
"
Inside Square::draw() method.
"
)
;
}
}
Circle.java
public
class
Circle
implements
Shape
{
@
Override
public
void
draw
(
)
{
System
.
out
.
println
(
"
Inside Circle::draw() method.
"
)
;
}
}
步骤 3
为颜色创建一个接口。
Color.java
public
interface
Color
{
void
fill
(
)
;
}
步骤4
创建实现接口的实体类。
Red.java
public
class
Red
implements
Color
{
@
Override
public
void
fill
(
)
{
System
.
out
.
println
(
"
Inside Red::fill() method.
"
)
;
}
}
Green.java
public
class
Green
implements
Color
{
@
Override
public
void
fill
(
)
{
System
.
out
.
println
(
"
Inside Green::fill() method.
"
)
;
}
}
Blue.java
public
class
Blue
implements
Color
{
@
Override
public
void
fill
(
)
{
System
.
out
.
println
(
"
Inside Blue::fill() method.
"
)
;
}
}
步骤 5
为 Color 和 Shape 对象创建抽象类来获取工厂。
AbstractFactory.java
public
abstract
class
AbstractFactory
{
public
abstract
Color
getColor
(
String
color
)
;
public
abstract
Shape
getShape
(
String
shape
)
;
}
步骤 6
创建扩展了 AbstractFactory 的工厂类,基于给定的信息生成实体类的对象。
ShapeFactory.java
public
class
ShapeFactory
extends
AbstractFactory
{
@
Override
public
Shape
getShape
(
String
shapeType
)
{
if
(
shapeType
==
null
)
{
return
null
;
}
if
(
shapeType
.
equalsIgnoreCase
(
"
CIRCLE
"
)
)
{
return
new
Circle
(
)
;
}
else
if
(
shapeType
.
equalsIgnoreCase
(
"
RECTANGLE
"
)
)
{
return
new
Rectangle
(
)
;
}
else
if
(
shapeType
.
equalsIgnoreCase
(
"
SQUARE
"
)
)
{
return
new
Square
(
)
;
}
return
null
;
}
@
Override
public
Color
getColor
(
String
color
)
{
return
null
;
}
}
ColorFactory.java
public
class
ColorFactory
extends
AbstractFactory
{
@
Override
public
Shape
getShape
(
String
shapeType
)
{
return
null
;
}
@
Override
public
Color
getColor
(
String
color
)
{
if
(
color
==
null
)
{
return
null
;
}
if
(
color
.
equalsIgnoreCase
(
"
RED
"
)
)
{
return
new
Red
(
)
;
}
else
if
(
color
.
equalsIgnoreCase
(
"
GREEN
"
)
)
{
return
new
Green
(
)
;
}
else
if
(
color
.
equalsIgnoreCase
(
"
BLUE
"
)
)
{
return
new
Blue
(
)
;
}
return
null
;
}
}
步骤 7
创建一个工厂创造器/生成器类,通过传递形状或颜色信息来获取工厂。
FactoryProducer.java
public
class
FactoryProducer
{
public
static
AbstractFactory
getFactory
(
String
choice
)
{
if
(
choice
.
equalsIgnoreCase
(
"
SHAPE
"
)
)
{
return
new
ShapeFactory
(
)
;
}
else
if
(
choice
.
equalsIgnoreCase
(
"
COLOR
"
)
)
{
return
new
ColorFactory
(
)
;
}
return
null
;
}
}
步骤 8
使用 FactoryProducer 来获取 AbstractFactory,通过传递类型信息来获取实体类的对象。
AbstractFactoryPatternDemo.java
public
class
AbstractFactoryPatternDemo
{
public
static
void
main
(
String
[
]
args
)
{
AbstractFactory
shapeFactory
=
FactoryProducer
.
getFactory
(
"
SHAPE
"
)
;
Shape
shape1
=
shapeFactory
.
getShape
(
"
CIRCLE
"
)
;
shape1
.
draw
(
)
;
Shape
shape2
=
shapeFactory
.
getShape
(
"
RECTANGLE
"
)
;
shape2
.
draw
(
)
;
Shape
shape3
=
shapeFactory
.
getShape
(
"
SQUARE
"
)
;
shape3
.
draw
(
)
;
AbstractFactory
colorFactory
=
FactoryProducer
.
getFactory
(
"
COLOR
"
)
;
Color
color1
=
colorFactory
.
getColor
(
"
RED
"
)
;
color1
.
fill
(
)
;
Color
color2
=
colorFactory
.
getColor
(
"
GREEN
"
)
;
color2
.
fill
(
)
;
Color
color3
=
colorFactory
.
getColor
(
"
BLUE
"
)
;
color3
.
fill
(
)
;
}
}
步骤 9
执行程序,输出结果:
Inside Circle::draw() method.
Inside Rectangle::draw() method.
Inside Square::draw() method.
Inside Red::fill() method.
Inside Green::fill() method.
Inside Blue::fill() method.