[设计模式]抽象工厂模式

xiaoxiao2021-02-28  152

简介


抽象工厂模式 (Abstract Factory)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。 抽象工厂模式是一种 类创建型模式 ( 可参考 设计模式 创建型模式)。

结构


图-抽象工厂模式结构图

抽象工厂模式包含以下角色:

AbstractFactory(抽象工厂)ConcreteFactory(具体工厂)AbstractProduct(抽象产品)ConcreteProduct(具体产品)

AbstractProduct : 声明一个接口,这个接口中包含产品对象类型。

abstract  class AbstractProductA {      public  abstract  void show(); } abstract  class AbstractProductB {      public  abstract  void show(); }

ConcreteProduct : 定义一个产品对象,这个产品对象是由相关的具体工厂创建的。

class ConcreteProductA1  extends AbstractProductA {     @Override      public  void show() {         System.out.println("ConcreteProductA1");     } } class ConcreteProductA2  extends AbstractProductA {     @Override      public  void show() {         System.out.println("ConcreteProductA2");     } } class ConcreteProductB1  extends AbstractProductB {     @Override      public  void show() {         System.out.println("ConcreteProductB1");     } } class ConcreteProductB2  extends AbstractProductB {     @Override      public  void show() {         System.out.println("ConcreteProductB2");     } }

AbstractFactory : 声明一个接口,这个接口中包含创建抽象产品对象的方法。

abstract  class AbstractFactory {      public  abstract AbstractProductA createProductA();      public  abstract AbstractProductB createProductB(); }

ConcreteFactory : 实现创建具体产品对象的方法。

class ConcreteFactory1  extends AbstractFactory {     @Override      public AbstractProductA createProductA() {          return  new ConcreteProductA1();     }     @Override      public AbstractProductB createProductB() {          return  new ConcreteProductB1();     } } class ConcreteFactory2  extends AbstractFactory {     @Override      public AbstractProductA createProductA() {          return  new ConcreteProductA2();     }     @Override      public AbstractProductB createProductB() {          return  new ConcreteProductB2();     } }

Client : 只使用 AbstractFactory 和 AbstractProduct 声明的接口。

public  class AbstarctFactoryPattern {      public  static  void main(String[] args) {         AbstractFactory  factory1  =  new ConcreteFactory1();         AbstractProductA productA1 = factory1.createProductA();         AbstractProductB productB1 = factory1.createProductB();         productA1.show();         productB1.show();                  AbstractFactory  factory2  =  new ConcreteFactory2();         AbstractProductA productA2 = factory2.createProductA();         AbstractProductB productB2 = factory2.createProductB();         productA2.show();         productB2.show();     } }

运行结果

ConcreteProductA1 ConcreteProductB1 ConcreteProductA2 ConcreteProductB2  

动机


一个系统要独立于它的产品的创建、组合和表示时。

一个系统要由多个产品系列中的一个来配置时。

当你要强调一系列相关的产品对象的设计以便进行联合使用时。

当你提供一个产品类库,而只想显示它们的接口而不是实现时。

要点


优点

(1)抽象工厂模式隔离了具体类的生成,用户并不需要知道什么被创建。由于这种隔离,更换一个具体工厂变得相对容易。所有的具体工厂都实现了抽象工厂中定义的那些公共接口,因此只需要改变具体工厂的实例,就可以在某种程度上改变整个软件系统的行为。另外,应用抽象工厂模式可以实现高内聚低耦合的设计目的,因此抽象工厂模式得到了广泛的应用。

(2)当一个产品族中的多个对象被设计成一起工作时,它能够保证客户端始终只使用同一个产品族中的对象。这对一些需要根据当前环境来决定其行为的软件系统来说,是一种非常实用的设计模式。

(3)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“开放封闭原则”。

缺点

在添加新的产品对象时,难以扩展抽象工厂来生产新种类的产品,这是因为在抽象工厂角色中规定了所有可能被创建的产品集合,要支持新种类的产品就意味着要对该接口进行扩展,而这将涉及到对抽象工厂角色及其所有子类的修改,显然会带来较大的不便。

实例


众所周知,苹果和三星这两家世界级的电子产品厂商都生产手机和电脑。

我们以生产手机和电脑为例,演示一下抽象工厂模式的应用

AbstractProduct 角色

首先,定义手机和电脑两个抽象接口,他们都有各自的产品信息

interface Telephone {      public String getProductInfo(); } interface Computer {      public String getProductInfo(); }

ConcreteProduct 角色

ConcreteProduct 根据 AbstractProduct 来定义具体的产品属性、方法。

在我们的例子中,苹果、三星两家公司的手机和电脑都有各自的具体产品信息。

class AppleTelephone  implements Telephone {     @Override      public String getProductInfo() {          return "苹果手机,采用ios系统";     } } class SamsungTelephone  implements Telephone {     @Override      public String getProductInfo() {          return "三星手机,采用android系统";     } } class AppleComputer  implements Computer {     @Override      public String getProductInfo() {          return "苹果电脑,采用mac系统";     } } class SamsungComputer  implements Computer {     @Override      public String getProductInfo() {          return "三星电脑,采用windows系统";     } }

AbstractFactory 角色

苹果,三星这两个厂商都生产手机和电脑。所以它们可以有一个抽象父类或父接口,提供生产手机和生产电脑的方法。

interface ElectronicFactory {           public Telephone produceTelephone();      public Computer produceComputer(); }

ConcreteFactory 角色

苹果、三星工厂分别实现父接口,生产不同类型的产品。

class AppleFactory  implements ElectronicFactory {     @Override      public Telephone produceTelephone() {          return  new AppleTelephone();     }     @Override      public Computer produceComputer() {          return  new AppleComputer();     } } class SamsungFactory  implements ElectronicFactory {     @Override      public Telephone produceTelephone() {          return  new SamsungTelephone();     }     @Override      public Computer produceComputer() {          return  new SamsungComputer();     } }

测试代码

public  class PhoneFactoryDemo {      public  static  void main(String[] args) {         ElectronicFactory appleFactory =  new AppleFactory();         Telephone phone = appleFactory.produceTelephone();         System.out.println(phone.getProductInfo());         Computer computer = appleFactory.produceComputer();         System.out.println(computer.getProductInfo());     } }

运行结果

苹果手机,采用ios系统 苹果电脑,采用mac系统

 

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本文属于 设计模式系列

简单工厂模式属于工厂模式家族,欢迎参考阅读 简单工厂模式工厂方法模式

参考资料


《大话设计模式》 《HeadFirst设计模式》 
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