设计模式-抽象工厂模式

工厂方法模式中具体工厂负责生产具体的产品,每一个具体工厂对应一种具体产品,工厂方法也具有唯一性,一般情况下,一个具体工厂中只有一个工厂方法或者一组重载的工厂方法。我们可以想一下,有时候我们需要一个工厂可以提供多个产品对象,而不是单一的产品对象,即产品族。

这个时候我们就需要使用抽象工厂模式。

在讲解抽象工厂模式之前,我们需要介绍两个概念:

  • 产品等级结构:产品的继承结构。
  • 产品族:在抽象工厂模式中,产品族(Dough、Sauce)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。

模式定义

提供一个接口,用于创建相关或依赖对象的家族,而不需要明确指定具体类。

设计原则

遵循的原则:

  • 依赖倒置原则(工厂构建产品的方法均返回产品接口而非具体产品,从而使客户端依赖于产品抽象而非具体)
  • 迪米特法则
  • 里氏替换原则
  • 接口隔离原则
  • 单一职责原则(每个工厂只负责创建自己的具体产品族,没有简单工厂中的逻辑判断)
  • 开闭原则(增加新的产品族,不像简单工厂那样需要修改已有的工厂,而只需增加相应的具体工厂类)

未遵循的原则:

  • 开闭原则(虽然对新增产品族符合开-闭原则,但对新增产品种类不符合开-闭原则)

模式类图

抽象工厂模式创建的是对象家族,也就是很多对象而不是一个对象,并且这些对象是相关的,也就是说必须一起创建出来。而工厂模式只是用于创建一个对象,这和抽象工厂模式有很大不同。

抽象工厂模式用到了工厂模式来创建单一对象,在类图左部,AbstractFactory 中的 CreateProductA 和 CreateProductB 方法都是让子类来实现,这两个方法单独来看就是在创建一个对象,这符合工厂模式的定义。

至于创建对象的家族这一概念是在 Client 体现,Client 要通过 AbstractFactory 同时调用两个方法来创建出两个对象,在这里这两个对象就有很大的相关性,Client 需要同时创建出这两个对象。

从高层次来看,抽象工厂使用了组合,即 Cilent 组合了 AbstractFactory,而工厂模式使用了继承。

抽象工厂模式实例

问题描述:

依然是披萨店。为了要保证每家加盟店都能够生产高质量的披萨,防止使用劣质的原料,我们打算建造一家生产原料的工厂,并将原料运送到各家加盟店。但是加盟店都位于不同的区域,比如纽约、芝加哥。纽约使用一组原料,芝加哥使用另一种原料。在这里我们可以这样理解,这些不同的区域组成了原料家族,每个区域实现了一个完整的原料家族。

问题的解决方案类图

首先定义原料接口-酱汁和面团

package com.wpx.abstractfactory;

/**
 * 原料接口-酱汁
 */
public interface Sauce {
    public String sauceType();
}
package com.wpx.abstractfactory;

/**
 * 原料接口-面团
 */
public interface Dough  {
    public String doughType();
}

再定义具体的原料类-李子番茄酱、纯番茄酱、薄壳面团、厚壳面团

package com.wpx.abstractfactory;

/**
 * 具体原料-李子番茄酱
 */
public class PlumTomatoSauce implements Sauce {
    @Override
    public String sauceType() {
        return "李子番茄酱";
    }
}
package com.wpx.abstractfactory;

/**
 * 具体原料-纯番茄酱
 */
public class MarinaraSauce implements Sauce {
    @Override
    public String sauceType() {
        return "纯番茄酱";
    }
}
package com.wpx.abstractfactory;

/**
 * 薄壳面团
 */
public class ThinCrustDough implements Dough {
    @Override
    public String doughType() {
        return "薄壳面团";
    }
}
package com.wpx.abstractfactory;

/**
 * 厚壳面团
 */
public class ThickCrustDough implements Dough {

    @Override
    public String doughType() {
        return "厚壳面团";
    }
}

有了原料,现在我们来定义一个抽象工厂接口-披萨原料工厂

package com.wpx.abstractfactory;

/**
 * 抽象工厂-披萨原料工厂
 */
public interface PizzaIngredientFactory {
    public Dough createDough();
    public Sauce createSauce();
}

紧接着,我们来找两个加盟商(具体工厂),纽约原料工厂和芝加哥原料工厂

package com.wpx.abstractfactory;

/**
 * 具体原料工厂-纽约原料工厂
 */
public class NYPizzaIngredientFactory implements PizzaIngredientFactory{
    @Override
    public Dough createDough() {
        return new ThickCrustDough();
    }

    @Override
    public Sauce createSauce() {
        return new MarinaraSauce();
    }
}
package com.wpx.abstractfactory;

/**
 * 具体原料工厂-芝加哥原料工厂
 */
public class ChicagoPizzaIngredientFactory implements PizzaIngredientFactory{
    @Override
    public Dough createDough() {
        return new ThinCrustDough();
    }

    @Override
    public Sauce createSauce() {
        return new PlumTomatoSauce();
    }
}

现在该有一个披萨店去制作披萨

package com.wpx.abstractfactory;

/**
 * 纽约披萨店
 */
public class NYPizzaStore {
    private PizzaIngredientFactory ingredientFactory;

    public NYPizzaStore() {
        // 纽约店会用到纽约披萨原料工厂,由该原料工厂负责生产使用纽约风味披萨所需的原料
        ingredientFactory = new NYPizzaIngredientFactory();
    }

    public void makePizza() {
        Dough dough = ingredientFactory.createDough();
        Sauce sauce = ingredientFactory.createSauce();
        System.out.println(dough.doughType());
        System.out.println(sauce.sauceType());
    }
}

现在我们去纽约的披萨店整一份披萨尝尝

package com.wpx.abstractfactory;

/**
 * 测试抽象工厂模式
 */
public class NYPizzaStoreDemo {
    public static void main(String[] args) {
        NYPizzaStore nyPizzaStore = new NYPizzaStore();
        nyPizzaStore.makePizza();
    }
}

运行结果

厚壳面团
纯番茄酱

Process finished with exit code 0

JDK中的抽象工厂模式

java.util.Calendar#getInstance()
java.util.Arrays#asList()
java.util.ResourceBundle#getBundle()
java.sql.DriverManager#getConnection()
java.sql.Connection#createStatement()
java.sql.Statement#executeQuery()
java.text.NumberFormat#getInstance()
javax.xml.transform.TransformerFactory#newInstance()

总结

优点:

  • 抽象工厂模式隔离了具体类的生产,使得客户并不需要知道什么被创建。
  • 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。
  • 增加新的具体工厂和产品族很方便,无须修改已有系统,符合“开闭原则”。

缺点:

  • 增加新的产品等级结构很复杂,需要修改抽象工厂和所有的具体工厂类,对“开闭原则”的支持呈现倾斜性。

使用场景

  • 当系统所提供的工厂所需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中属于不同类型的具体产品时需要使用抽象工厂模式。
  • 系统中有多于一个的产品族,而每次只使用其中某一产品族。
  • 系统提供一个产品类的库,所有的产品以同样的接口出现,从而使客户端不依赖于具体实现。

本文参与腾讯云自媒体分享计划,欢迎正在阅读的你也加入,一起分享。

发表于

我来说两句

0 条评论
登录 后参与评论

相关文章

来自专栏Java后端技术栈

Java提供的排序算法是怎么实现的?快排?

前几天整理的一套面试题,其中有一个问题就是Java的JDK中我们见到的Collections.sort()和Arrays.sort()这两个排序算法的实现方式是...

17330
来自专栏Android机动车

设计模式——抽象工厂模式

● 为创建一组相关或依赖的对象提供一个接口,而无需指定他们的具体类型。是工厂方法模式的升级版。

7910
来自专栏Jed的技术阶梯

Java设计模式之抽象工厂模式

好了,我们继续上一节课(Java设计模式之工厂方法模式),上一节讲到女娲造人,人是造出来了,世界时热闹了,可是低头一看,都是清一色的类型,缺少关爱、仇恨、喜怒哀...

15340
来自专栏Albert陈凯

scala的option和some

对于学习 Scala 的 Java™ 开发人员来说,对象是一个比较自然、简单的入口点。在 本系列 前几期文章中,我介绍了 Scala 中一些面向对象的编程方法,...

29250
来自专栏阿凯的Excel

职场不得不知的排序技巧

排序是工作中最常用的功能,今天和大家分享一些排序的冷门应用,有多冷?就是在南方没暖气的那种冷! 不得不知的排序应用现在开始: 一:自定义序列 通常我们对文本...

30380
来自专栏斑斓

从map函数引发的讨论

只要你用心,一个细小问题可以引起对一系列设计原则的思考与回味。软件设计与开发技能就是这样通过不停“反刍”与思索而磨砺出来的。当然,对一些实践案例进行升华,进而抛...

38290
来自专栏学习力

《Java从入门到放弃》JavaSE入门篇:运算符

17460
来自专栏C/C++基础

设计模式(6)——抽象工厂模式(Abstract Factory Pattern,创建型)

使用设计模式可以提高代码的可复用性、可扩充性和可维护性。抽象工厂模式(Abstract Factory Pattern)属于创建型模式,为创建一组相关或者相互依...

10710
来自专栏带你撸出一手好代码

lambda表达式杂谈

上面的数据存放着一组人员姓名、年龄、性别相关的信息。 现在有一个需求, 获得年龄20岁以上,性别为女的人的姓名。 看到需求后, 很多人脑袋中产生的解决方案可能是...

34240
来自专栏华章科技

值得收藏的Python小技巧:这17个骚操作你都OK吗?

导读:Python 是一门非常优美的语言,其简洁易用令人不得不感概人生苦短。在本文中,作者 Gautham Santhosh 带我们回顾了 17 个非常有用的 ...

30930

扫码关注云+社区

领取腾讯云代金券