创造型模式——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。
一、介绍
概述：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
适用场景：
- 客户端（应用层）不依赖于产品类实例如何被创建、实现等细节
- 强调一系列相关的产品对象（属于同一产品族）一起使用创建对象需要大量的重复代码
- 提供一个产品类的库，所有的产品以同样的接口出现，从而使得客户端不依赖于具体的实现
**实现方式：**在一个产品族里面，定义多个产品
**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。
使用场景范例：
- QQ 换皮肤，一整套一起换。
- 生成不同操作系统的程序。
PS：产品族难扩展，产品等级易扩展。
二、范例
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
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) { //获取形状工厂
AbstractFactory shapeFactory = FactoryProducer.getFactory("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.getFactory("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();
}
}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.