Java抽象工廠模式

抽象工廠模式(Abstract Factory Pattern)是圍繞一個(gè)超級(jí)工廠創(chuàng)建其他工廠。該超級(jí)工廠又稱為其他工廠的工廠。這種類型的設(shè)計(jì)模式屬于創(chuàng)建型模式，它提供了一種創(chuàng)建對(duì)象的最佳方式。

在抽象工廠模式中，接口是負(fù)責(zé)創(chuàng)建一個(gè)相關(guān)對(duì)象的工廠，不需要顯式指定它們的類。每個(gè)生成的工廠都能按照工廠模式提供對(duì)象。

介紹

意圖：提供一個(gè)創(chuàng)建一系列相關(guān)或相互依賴對(duì)象的接口，而無(wú)需指定它們具體的類。

主要解決：主要解決接口選擇的問(wèn)題。

何時(shí)使用：系統(tǒng)的產(chǎn)品有多于一個(gè)的產(chǎn)品族，而系統(tǒng)只消費(fèi)其中某一族的產(chǎn)品。

如何解決：在一個(gè)產(chǎn)品族里面，定義多個(gè)產(chǎn)品。

關(guān)鍵代碼：在一個(gè)工廠里聚合多個(gè)同類產(chǎn)品。

應(yīng)用實(shí)例：工作了，為了參加一些聚會(huì)，肯定有兩套或多套衣服吧，比如說(shuō)有商務(wù)裝(成套，一系列具體產(chǎn)品)、時(shí)尚裝(成套，一系列具體產(chǎn)品)，甚至對(duì)于一個(gè)家庭來(lái)說(shuō)，可能有商務(wù)女裝、商務(wù)男裝、時(shí)尚女裝、時(shí)尚男裝，這些也都是成套的，即一系列具體產(chǎn)品。假設(shè)一種情況(現(xiàn)實(shí)中是不存在的，要不然，沒法進(jìn)入共產(chǎn)主義了，但有利于說(shuō)明抽象工廠模式)，在您的家中，某一個(gè)衣柜(具體工廠)只能存放某一種這樣的衣服(成套，一系列具體產(chǎn)品)，每次拿這種成套的衣服時(shí)也自然要從這個(gè)衣柜中取出了。用 OOP 的思想去理解，所有的衣柜(具體工廠)都是衣柜類的(抽象工廠)某一個(gè)，而每一件成套的衣服又包括具體的上衣(某一具體產(chǎn)品)，褲子(某一具體產(chǎn)品)，這些具體的上衣其實(shí)也都是上衣(抽象產(chǎn)品)，具體的褲子也都是褲子(另一個(gè)抽象產(chǎn)品)。

優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)一個(gè)產(chǎn)品族中的多個(gè)對(duì)象被設(shè)計(jì)成一起工作時(shí)，它能保證客戶端始終只使用同一個(gè)產(chǎn)品族中的對(duì)象。

缺點(diǎn)：產(chǎn)品族擴(kuò)展非常困難，要增加一個(gè)系列的某一產(chǎn)品，既要在抽象的 Creator 里加代碼，又要在具體的里面加代碼。

使用場(chǎng)景： 1、QQ 換皮膚，一整套一起換。 2、生成不同操作系統(tǒng)的程序。

注意事項(xiàng)：產(chǎn)品族難擴(kuò)展，產(chǎn)品等級(jí)易擴(kuò)展。

實(shí)現(xiàn)

我們將創(chuàng)建 Shape 和 Color 接口和實(shí)現(xiàn)這些接口的實(shí)體類。下一步是創(chuàng)建抽象工廠類 AbstractFactory。接著定義工廠類 ShapeFactory 和 ColorFactory，這兩個(gè)工廠類都是擴(kuò)展了 AbstractFactory。然后創(chuàng)建一個(gè)工廠創(chuàng)造器/生成器類 FactoryProducer。

AbstractFactoryPatternDemo，我們的演示類使用 FactoryProducer 來(lái)獲取 AbstractFactory 對(duì)象。它將向 AbstractFactory 傳遞形狀信息 Shape(CIRCLE / RECTANGLE / SQUARE)，以便獲取它所需對(duì)象的類型。同時(shí)它還向 AbstractFactory 傳遞顏色信息 Color(RED / GREEN / BLUE)，以便獲取它所需對(duì)象的類型。

步驟 1

為形狀創(chuàng)建一個(gè)接口。

public interface Shape {
   void draw();
}

步驟 2

創(chuàng)建實(shí)現(xiàn)接口的實(shí)體類。

public class Rectangle implements Shape {
 
   @Override
   public void draw() {
      System.out.println("Inside Rectangle::draw() method.");
   }
}

public class Square implements Shape {
 
   @Override
   public void draw() {
      System.out.println("Inside Square::draw() method.");
   }
}

public class Circle implements Shape {
 
   @Override
   public void draw() {
      System.out.println("Inside Circle::draw() method.");
   }
}

步驟 3

為顏色創(chuàng)建一個(gè)接口。

public interface Color {
   void fill();
}

步驟4

創(chuàng)建實(shí)現(xiàn)接口的實(shí)體類。

public class Red implements Color {
 
   @Override
   public void fill() {
      System.out.println("Inside Red::fill() method.");
   }
}

public class Green implements Color {
 
   @Override
   public void fill() {
      System.out.println("Inside Green::fill() method.");
   }
}

public class Blue implements Color {
 
   @Override
   public void fill() {
      System.out.println("Inside Blue::fill() method.");
   }
}

步驟 5

為 Color 和 Shape 對(duì)象創(chuàng)建抽象類來(lái)獲取工廠。

public abstract class AbstractFactory {
   public abstract Color getColor(String color);
   public abstract Shape getShape(String shape) ;
}

步驟 6

創(chuàng)建擴(kuò)展了 AbstractFactory 的工廠類，基于給定的信息生成實(shí)體類的對(duì)象。

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;
   }
}

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;
   }
}

步驟 7

創(chuàng)建一個(gè)工廠創(chuàng)造器/生成器類，通過(guò)傳遞形狀或顏色信息來(lái)獲取工廠。

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;
   }
}

步驟 8

使用 FactoryProducer 來(lái)獲取 AbstractFactory，通過(guò)傳遞類型信息來(lái)獲取實(shí)體類的對(duì)象。

public class AbstractFactoryPatternDemo {
   public static void main(String[] args) {
 
      //獲取形狀工廠
      AbstractFactory shapeFactory = FactoryProducer.getFactory("SHAPE");
 
      //獲取形狀為 Circle 的對(duì)象
      Shape shape1 = shapeFactory.getShape("CIRCLE");
 
      //調(diào)用 Circle 的 draw 方法
      shape1.draw();
 
      //獲取形狀為 Rectangle 的對(duì)象
      Shape shape2 = shapeFactory.getShape("RECTANGLE");
 
      //調(diào)用 Rectangle 的 draw 方法
      shape2.draw();
      
      //獲取形狀為 Square 的對(duì)象
      Shape shape3 = shapeFactory.getShape("SQUARE");
 
      //調(diào)用 Square 的 draw 方法
      shape3.draw();
 
      //獲取顏色工廠
      AbstractFactory colorFactory = FactoryProducer.getFactory("COLOR");
 
      //獲取顏色為 Red 的對(duì)象
      Color color1 = colorFactory.getColor("RED");
 
      //調(diào)用 Red 的 fill 方法
      color1.fill();
 
      //獲取顏色為 Green 的對(duì)象
      Color color2 = colorFactory.getColor("Green");
 
      //調(diào)用 Green 的 fill 方法
      color2.fill();
 
      //獲取顏色為 Blue 的對(duì)象
      Color color3 = colorFactory.getColor("BLUE");
 
      //調(diào)用 Blue 的 fill 方法
      color3.fill();
   }
}

步驟 9

執(zhí)行程序，輸出結(jié)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.