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
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
抽象工厂模式属于创建型模式,它提供了一种创建对象的最佳方式。
摘要
1. 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
2. 主要解决
主要解决接口选择的问题
3. 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
4. 如何解决
在一个产品族里面,定义多个产品
5. 关键代码
在一个工厂里聚合多个同类产品
6. 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);
7. 优点
隔离产品代码
:抽象工厂模式允许应用层与具体产品的创建细节相隔离,客户端不需要关心产品是如何创建的,只需要通过工厂接口来获取所需的产品。创建产品族
:这种模式适用于创建一个产品系列或者一个产品家族。当需要一系列相关的对象时,抽象工厂能够提供一个统一的接口来创建它们,这样可以轻松扩展和维护。约束产品族
:抽象工厂模式可以在类的内部对产品族进行约束,确保只有属于同一个产品族的对象被一起使用。这有助于保持产品族的一致性和兼容性。灵活性
:当工厂的变化发生时,使用抽象工厂模式可以确保不需要修改客户端使用工厂的代码,这样可以提高系统的灵活性和可维护性。一致性
:保证客户端始终只使用同一个产品族中的对象,有助于保持系统的整体风格和行为的一致性
8. 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(创造者)
里加代码,又要在具体的里面加代码
9. 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;
10. 注意事项
- 产品族难扩展,产品等级易扩展
实现
- 创建
Shape和Color
接口和实现这些接口的实体类; - 创建抽象工厂类
AbstractFactory
; - 定义工厂类
ShapeFactory
和ColorFactory
,这两个工厂类都是扩展了AbstractFactory
; - 创建一个工厂创造器/生成器类
FactoryProducer
; AbstractFactoryPatternDemo
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
- 它将向
范例
1. 为形状创建一个接口.
Shape.java
java
public interface Shape {
void draw();
}
2. 创建实现接口的实体类
Rectangle.java
java
package com.demo.gof;
public class Rectangle implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("Inside Rectangle::draw() method.");
}
}
Square.java
java
package com.demo.gof;
public class Square implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("Inside Square::draw() method.");
}
}
Circle.java
java
package com.demo.gof;
public class Circle implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("Inside Circle::draw() method.");
}
}
3. 为颜色创建一个接口
Color.java
java
package com.demo.gof;
public interface Color {
void fill();
}
4. 创建实现颜色接口的实体类
Red.java
java
package com.demo.gof;
public class Red implements Color {
@Override
public void fill() {
System.out.println("Inside Red::fill() method.");
}
}
Green.java
java
package com.demo.gof;
public class Green implements Color {
@Override
public void fill() {
System.out.println("Inside Green::fill() method.");
}
}
Blue.java
java
package com.demo.gof;
public class Blue implements Color {
@Override
public void fill() {
System.out.println("Inside Blue::fill() method.");
}
}
5. 为 Color 和 Shape 对象创建抽象类来获取工厂
AbstractFactory.java
java
package com.demo.gof;
public abstract class AbstractFactory {
abstract Color getColor(String color);
abstract Shape getShape(String shape) ;
}
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
java
package com.demo.gof;
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
Color getColor(String color) {
return null;
}
}
ColorFactory.java
java
package com.demo.gof;
public class ColorFactory extends AbstractFactory {
@Override
public Shape getShape(String shapeType){
return null;
}
@Override
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;
}
}
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
java
package com.demo.gof;
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;
}
}
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
java
package com.demo.gof;
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();
}
}
编译运行以上 Java 范例,输出结果如下
java
$ javac -d . src/main/com.demo/gof/AbstractFactoryPatternDemo.java
$ java com.demo.gof.AbstractFactoryPatternDemo
Inside Circle::draw() method.
Inside Rectangle::draw() method.
Inside Square::draw() method.
Inside Red::fill() method.
Inside Green::fill() method.
Inside Blue::fill() method.