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Java设计模式学习笔记—抽象工厂模式

前言

目前设计模式学习主要基于菜鸟教程的设计模式,后期不排除会追加从其他地方学来内容。

文章最后“Java设计模式笔记示例代码整合”为本系列代码整合,所有代码均为个人手打并运行测试,不定期更新。本节内容位于其AbstractFactory包(package)中。

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。

风语:简单来说就是一个超级工厂创建其他工厂,最终创建的这些其他工厂通过上一节的工厂模式创建对应的对象。

资料卡片

基础资料卡

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,要不然,没法进入共产主义了,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 OO 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

  • QQ 换皮肤,一整套一起换。
  • 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。

具体实现

这是一个简单的使用抽象工厂模式创建形状工厂和颜色工厂,分别画矩形/长方形(Rectangle)、正方形(Square)、圆(Circle)以及创建红、绿、蓝三色的示例。

1、创建 ShapeColor 接口和实现这些接口的实体类

(1)为形状创建一个接口。

Shape.java

public interface Shape {
    void draw();
}
(2)创建实现形状(Shape)接口的实体类。

Rectangle.java

public class Rectangle implements Shape {

    public void draw() {
        System.out.println("Inside Rectangle::draw() method.");
    }
}

Square.java

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

Circle.java

public class Circle implements Shape {
    public void draw() {
        System.out.println("Inside Circle::draw() method.");
    }
}
(3)为颜色创建一个接口。

Color.java

public interface Color {
    void fill();
}
(4)创建实现颜色(Color)接口的实体类。

Red.java

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

Green.java

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

Blue.java

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

2、为 Color 和 Shape 对象创建抽象类来获取工厂。

AbstractFactory.java

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

3、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{

    Color getColor(String color) {
        return null;
    }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;
    }
}

ColorFactory.java

public class ColorFactory extends AbstractFactory {
    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;
    }
    Shape getShape(String shape) {
        return null;
    }
}

4、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 getEactory(String choice){
        if(choice.equalsIgnoreCase("SHAPE")){
            return new ShapeFactory();
        }else if(choice.equalsIgnoreCase("COLOR")){
            return new ColorFactory();
        }
        return  null;
    }
}

5、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) {
        //获取形状工厂

        AbstractFactory shapeFactory = FactoryProducer.getEactory("SHAPE");
        //获取形状为 Circle 的对象
        Shape shape1 = shapeFactory.getShape("CIRCLE");

        //调用 Circle 的 draw 方法
        shape1.draw();

        //获取形状为 Rectangle 的对象
        Shape shape2 = shapeFactory.getShape("RECTANGLE");

        //调用 Rectangle 的 draw 方法
        shape2.draw();

        //获取形状为 Square 的对象
        Shape shape3 = shapeFactory.getShape("SQUARE");

        //调用 Square 的 draw 方法
        shape3.draw();

        //获取颜色工厂
        AbstractFactory colorFactory = FactoryProducer.getEactory("COLOR");
        //获取颜色为 Red 的对象
        Color color1 = colorFactory.getColor("RED");
        //调用 Red 的 fill 方法
        color1.fill();

        //获取颜色为 Green 的对象
        Color color2 = colorFactory.getColor("Green");

        //调用 Green 的 fill 方法
        color2.fill();

        //获取颜色为 Blue 的对象
        Color color3 = colorFactory.getColor("BLUE");

        //调用 Blue 的 fill 方法
        color3.fill();
    }
}

6、验证输出。

Inside Circle::draw() method.

Inside Rectangle::draw() method.

Inside Square::Draw() method.

Inside Red::fill() method.

Inside Green::fill() method

Inside Blue:fill() method.

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