设计模式学习笔记——抽象工厂(Abstract Factory)模式

设计模式学习笔记——抽象工厂(Abstract Factory)模式

@(设计模式)[设计模式, 设计模式中文名, 设计模式英文名]

基本介绍

在抽象工厂模式中不仅有“抽象工厂”，还有”抽象零件”和”抽象产品” 。抽象工厂的工作是将”抽象零件”组装为”抽象产品” 。

在抽象工厂模式中并不关心零件的具体实现，而是只关心接口(API)。仅使用该接口(API) 将零件组装成为产品。

在模版模式和建造者模式中，子类这一层负责方法的具体实现。在在抽象工厂模式中也是一样的。在子类这一层中有具体的工厂，它负责将具体的零件组装成为具体的产品。

在抽象工厂模式中，我们可以很方便的创建不同种的实现。但是如果要添加新的“零件”确实非常困难的事，要修改所有的实现工厂类。

抽象工厂案例

抽象工厂的框架类

Item抽象类

package com.pc.abstractfactory.example.factory;

/**
 * HTML中的一项(抽象零件)
 * Created by Switch on 2017-02-17.
 */
public abstract class Item {
    // 标题
    protected String caption;

    /**
     * 构造方法，传入标题
     *
     * @param caption 标题
     */
    public Item(String caption) {
        this.caption = caption;
    }

    /**
     * 创建HTML
     *
     * @return HTML格式的字符串
     */
    public abstract String makeHTML();
}

Link抽象类

package com.pc.abstractfactory.example.factory;

/**
 * 链接类(抽象零件)
 * Created by Switch on 2017-02-17.
 */
public abstract class Link extends Item {
    // url
    protected String url;


    /**
     * 构造方法，传入标题和URL
     *
     * @param caption 标题
     * @param url     url
     */
    public Link(String caption, String url) {
        super(caption);
        this.url = url;
    }
}

Tray抽象类

package com.pc.abstractfactory.example.factory;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * 存放多个HTML项(抽象零件)
 * Created by Switch on 2017-02-17.
 */
public abstract class Tray extends Item {
    // HTML项列表
    protected List items = new ArrayList<>();

    /**
     * 构造方法，传入标题
     *
     * @param caption 标题
     */
    public Tray(String caption) {
        super(caption);
    }

    /**
     * 添加HTML项
     *
     * @param item HTML项
     */
    public void add(Item item) {
        this.items.add(item);
    }
}

Page抽象类

package com.pc.abstractfactory.example.factory;

import java.io.FileWriter;
import java.io.Writer;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * 页面类(抽象产品)
 * Created by Switch on 2017-02-17.
 */
public abstract class Page {
    // 标题
    protected String title;
    // 作者
    protected String author;
    // 页面内容列表
    protected List items = new ArrayList<>();

    /**
     * 构造方法，传入标题和作者
     *
     * @param title  标题
     * @param author 作者
     */
    public Page(String title, String author) {
        this.title = title;
        this.author = author;
    }

    /**
     * 添加HTML项到内容给列表
     *
     * @param item HTML项
     */
    public void add(Item item) {
        this.items.add(item);
    }

    public void output() {
        try {
            // 创建文件，并使用makeHTML将内容输出到文件中
            String filename = title + ".html";
            Writer writer = new FileWriter("E:\\" + filename);
            writer.write(this.makeHTML());
            writer.close();
            System.out.println(filename + "已编写完成。");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 创建HTML
     *
     * @return HTML格式的字符串
     */
    public abstract String makeHTML();

}

Factory抽象类

package com.pc.abstractfactory.example.factory;

/**
 * 抽象工厂类
 * Created by Switch on 2017-02-17.
 */
public abstract class Factory {
    /**
     * 获取工厂
     *
     * @param className 全限定符的类名
     * @return 工厂对象
     */
    public static Factory getFactory(String className) {
        Factory factory = null;
        try {
            factory = (Factory) Class.forName(className).newInstance();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return factory;
    }

    /**
     * 创建链接
     *
     * @param caption 标题
     * @param url     url
     * @return 链接对象
     */
    public abstract Link createLink(String caption, String url);

    /**
     * 创建Tray
     *
     * @param caption 标题
     * @return Tray对象
     */
    public abstract Tray createTray(String caption);

    /**
     * 创建页面
     *
     * @param title  标题
     * @param author 作者
     * @return 页面对象
     */
    public abstract Page createPage(String title, String author);

}

List实现

类图

实现代码

ListLink类

package com.pc.abstractfactory.example.listfactory;

import com.pc.abstractfactory.example.factory.Link;

/**
 * 列表链接类
 * Created by Switch on 2017-02-17.
 */
public class ListLink extends Link {
    /**
     * 构造方法，传入标题和URL
     *
     * @param caption 标题
     * @param url     url
     */
    public ListLink(String caption, String url) {
        super(caption, url);
    }

    @Override
    public String makeHTML() {
        return "
" + super.caption + "
\n";
    }
}

ListTray类

package com.pc.abstractfactory.example.listfactory;

import com.pc.abstractfactory.example.factory.Item;
import com.pc.abstractfactory.example.factory.Tray;

/**
 * 列表Tray类
 * Created by Switch on 2017-02-17.
 */
public class ListTray extends Tray {
    /**
     * 构造方法，传入标题
     *
     * @param caption 标题
     */
    public ListTray(String caption) {
        super(caption);
    }

    @Override
    public String makeHTML() {
        // 创建StringBuilder对象
        StringBuilder builder = new StringBuilder();
        // 将HTML暂存至StringBuilder对象
        builder.append("
\n");
        builder.append(super.caption + "\n");
        builder.append("
\n");
        for (Item item : items) {
            builder.append(item.makeHTML());
        }
        builder.append("
\n");
        builder.append("
\n");
        // 转化为String
        return builder.toString();
    }
}

ListPage类

package com.pc.abstractfactory.example.listfactory;

import com.pc.abstractfactory.example.factory.Item;
import com.pc.abstractfactory.example.factory.Page;

/**
 * 列表页面类
 * Created by Switch on 2017-02-17.
 */
public class ListPage extends Page {
    /**
     * 构造方法，传入标题和作者
     *
     * @param title  标题
     * @param author 作者
     */
    public ListPage(String title, String author) {
        super(title, author);
    }

    @Override
    public String makeHTML() {
        // 创建StringBuilder对象
        StringBuilder builder = new StringBuilder();

        builder.append("\n");
        builder.append("\n");
        builder.append("\n");
        builder.append("\n");
        builder.append("
" + super.title + "
\n");
        builder.append("
\n");
        for (Item item : items) {
            builder.append(item.makeHTML());
        }
        builder.append("
\n");
        builder.append("
" + this.author + "
\n");
        builder.append("\n");

        // 转化为String
        return builder.toString();
    }
}

ListFactory类

package com.pc.abstractfactory.example.listfactory;

import com.pc.abstractfactory.example.factory.Factory;
import com.pc.abstractfactory.example.factory.Link;
import com.pc.abstractfactory.example.factory.Page;
import com.pc.abstractfactory.example.factory.Tray;

/**
 * Created by Switch on 2017-02-17.
 */
public class ListFactory extends Factory {

    @Override
    public Link createLink(String caption, String url) {
        return new ListLink(caption, url);
    }

    @Override
    public Tray createTray(String caption) {
        return new ListTray(caption);
    }

    @Override
    public Page createPage(String title, String author) {
        return new ListPage(title, author);
    }
}

测试类

package com.pc.abstractfactory.example.listfactory.test;

import com.pc.abstractfactory.example.factory.Factory;
import com.pc.abstractfactory.example.factory.Link;
import com.pc.abstractfactory.example.factory.Page;
import com.pc.abstractfactory.example.factory.Tray;
import org.junit.Test;

/**
 * 测试ListFactory
 * Created by Switch on 2017-02-17.
 */
public class ListFactoryTest {

    @Test
    public void testListFactory() {
        Factory factory = Factory.getFactory("com.pc.abstractfactory.example.listfactory.ListFactory");

        Link blog = factory.createLink("博客", "http://blog.csdn.net/q547550831");
        Link github = factory.createLink("Github", "http://www.github.com/Switch-vov");

        Tray mySite = factory.createTray("个人网站");
        mySite.add(blog);
        mySite.add(github);

        Link alibaba = factory.createLink("Alibaba", "http://www.alibaba.com");
        Link baidu = factory.createLink("Baidu", "http://www.baidu.com");

        Tray portal = factory.createTray("大型网站");
        portal.add(alibaba);
        portal.add(baidu);

        Page page = factory.createPage("网站介绍(列表版)", "Switch");
        page.add(mySite);
        page.add(portal);

        page.output();
    }
}

运行结果

控制台输出

网站介绍(列表版).html已编写完成。

E盘下网站介绍(列表版).html的内容

<html><head><title>网站介绍(列表版)title>
<meta charset='utf-8'/>
head>
<body>
<h1>网站介绍(列表版)h1>
<ul>
<li>
个人网站
<ul>
<li><a href='http://blog.csdn.net/q547550831'>博客a>li>
<li><a href='http://www.github.com/Switch-vov'>Githuba>li>
ul>
li>
<li>
大型网站
<ul>
<li><a href='http://www.alibaba.com'>Alibabaa>li>
<li><a href='http://www.baidu.com'>Baidua>li>
ul>
li>
ul>
<hr/><address>Switchaddress>
body>html>

浏览器中运行结果

Table实现

类图

实现代码

TableLink类

package com.pc.abstractfactory.example.tablefactory;

import com.pc.abstractfactory.example.factory.Link;

/**
 * 表格链接类
 * Created by Switch on 2017-02-17.
 */
public class TableLink extends Link {
    /**
     * 构造方法，传入标题和URL
     *
     * @param caption 标题
     * @param url     url
     */
    public TableLink(String caption, String url) {
        super(caption, url);
    }

    @Override
    public String makeHTML() {
        return "" + super.caption + "";
    }
}

TableTray类

package com.pc.abstractfactory.example.tablefactory;

import com.pc.abstractfactory.example.factory.Item;
import com.pc.abstractfactory.example.factory.Tray;

/**
 * 表格Tray类
 * Created by Switch on 2017-02-17.
 */
public class TableTray extends Tray {
    /**
     * 构造方法，传入标题
     *
     * @param caption 标题
     */
    public TableTray(String caption) {
        super(caption);
    }

    @Override
    public String makeHTML() {
        // 创建StringBuilder对象
        StringBuilder builder = new StringBuilder();

        // 将HTML暂存至StringBuilder对象
        builder.append("");
        builder.append("");
        builder.append("");
        builder.append("\n");
        builder.append("\n");
        for (Item item : items) {
            builder.append(item.makeHTML());
        }
        builder.append("
" + caption + "
");
        builder.append("");

        // 转化为String
        return builder.toString();
    }
}

TablePage类

package com.pc.abstractfactory.example.tablefactory;

import com.pc.abstractfactory.example.factory.Item;
import com.pc.abstractfactory.example.factory.Page;

/**
 * 表格页面类
 * Created by Switch on 2017-02-17.
 */
public class TablePage extends Page {
    /**
     * 构造方法，传入标题和作者
     *
     * @param title  标题
     * @param author 作者
     */
    public TablePage(String title, String author) {
        super(title, author);
    }

    @Override
    public String makeHTML() {
        // 创建StringBuilder对象
        StringBuilder builder = new StringBuilder();

        builder.append("\n");
        builder.append("\n");
        builder.append("\n");
        builder.append("\n");
        builder.append("
" + super.title + "
\n");
        builder.append("\n");
        for (Item item : items) {
            builder.append(item.makeHTML());
        }
        builder.append("\n");
        builder.append("
" + this.author + "
\n");
        builder.append("\n");

        // 转化为String
        return builder.toString();
    }
}

TableFactory类

package com.pc.abstractfactory.example.tablefactory;

import com.pc.abstractfactory.example.factory.Factory;
import com.pc.abstractfactory.example.factory.Link;
import com.pc.abstractfactory.example.factory.Page;
import com.pc.abstractfactory.example.factory.Tray;

/**
 * 表格工厂类
 * Created by Switch on 2017-02-17.
 */
public class TableFactory extends Factory {
    @Override
    public Link createLink(String caption, String url) {
        return new TableLink(caption, url);
    }

    @Override
    public Tray createTray(String caption) {
        return new TableTray(caption);
    }

    @Override
    public Page createPage(String title, String author) {
        return new TablePage(title, author);
    }
}

测试类

package com.pc.abstractfactory.example.tablefactory.test;

import com.pc.abstractfactory.example.factory.Factory;
import com.pc.abstractfactory.example.factory.Link;
import com.pc.abstractfactory.example.factory.Page;
import com.pc.abstractfactory.example.factory.Tray;
import org.junit.Test;

/**
 * TableFactory Tester.
 *
 * @author Switch
 * @version 1.0
 */
public class TableFactoryTest {
    @Test
    public void testTableFactory() {
        Factory factory = Factory.getFactory("com.pc.abstractfactory.example.tablefactory.TableFactory");

        Link blog = factory.createLink("博客", "http://blog.csdn.net/q547550831");
        Link github = factory.createLink("Github", "http://www.github.com/Switch-vov");

        Tray mySite = factory.createTray("个人网站");
        mySite.add(blog);
        mySite.add(github);

        Link alibaba = factory.createLink("Alibaba", "http://www.alibaba.com");
        Link baidu = factory.createLink("Baidu", "http://www.baidu.com");

        Tray portal = factory.createTray("大型网站");
        portal.add(alibaba);
        portal.add(baidu);

        Page page = factory.createPage("网站介绍(表格版)", "Switch");
        page.add(mySite);
        page.add(portal);

        page.output();
    }
}

运行结果

控制台输出

网站介绍(表格版).html已编写完成。

E盘下网站介绍(表格版).html的内容

<html><head><title>网站介绍(表格版)title>
<meta charset='utf-8'/>
head>
<body>
<h1>网站介绍(表格版)h1>
<table width='80%' border='3'>
<td><table width='100%' border='l'><tr><td bgcolor='#cccccc' align='center' colspan='2'><b>个人网站b>td>tr>
<tr>
<td><a href='http://blog.csdn.net/q547550831'>博客a>td><td><a href='http://www.github.com/Switch-vov'>Githuba>td>tr>table>td><td><table width='100%' border='l'><tr><td bgcolor='#cccccc' align='center' colspan='2'><b>大型网站b>td>tr>
<tr>
<td><a href='http://www.alibaba.com'>Alibabaa>td><td><a href='http://www.baidu.com'>Baidua>td>tr>table>td>table>
<hr/><address>Switchaddress>
body>html>

浏览器中运行结果

抽象工厂模式中的角色

AbstractProduct(抽象产品)

AbstractProduct角色负责定义AbstractProduct角色所生成的抽象零件和产品的接口(API)。在案例中，由Link类、Tray 类和Page类扮演此角色。

AbstractFactory(抽象工厂)

AbstractFactory角色负责定义用于生成抽象产品的接口( API)。在案例中，由Factory类扮演此角色。

Client(委托者)

Client角色仅会调用AbstractFactory角色和AbstractProduct角色的接口(API)来进行工作，对于具体的零件、产品和工厂一无所知。在案例中，由测试类扮演此角色。类图中省略了Client这一角色。

ConcreteProduct(具体产品)

ConcreteProduct角色负责实现AbstractProduct角色的接口(API)。在案例中，由以下包中的以下类扮演此角色。

• listfactory包：ListLink类、ListTray类和ListPage类
• tablefactory包：TableLink类、TableTray类和TablePage类

ConcreteFactory(具体工厂)

ConcreteFactory角色负责实现AbstractFactory角色的接口(API)。在案例中，由以下包中的以下类扮演此角色。

• listfactory包：ListFactory类
• tablefactory包：TableFactory类

类图

GitHub：DesignPatternStudy

——————参考《图解设计模式》