设计模式——抽象工厂模式

设计模式——抽象工厂模式

一、基本概念

1. 定义

抽象工厂模式（英语：Abstract factory pattern）是一种软件开发设计模式。抽象工厂模式提供了一种方式，可以将一组具有同一主题的单独的工厂封装起来。

在正常使用中，客户端程序需要创建抽象工厂的具体实现，然后使用抽象工厂作为接口来创建这一主题的具体对象。客户端程序不需要知道（或关心）它从这些内部的工厂方法中获得对象的具体类型，因为客户端程序仅使用这些对象的通用接口。抽象工厂模式将一组对象的实现细节与他们的一般使用分离开来。

2. 优缺点

优点：

• 用户只需要知道具体工厂的名称就可得到所要的产品，无须知道产品的具体创建过程。
• 灵活性增强，对于新产品的创建，只需多写一个相应的工厂类。
• 典型的解耦框架。高层模块只需要知道产品的抽象类，无须关心其他实现类，满足迪米特法则、依赖倒置原则和里氏替换原则。
• 可以在类的内部对产品族中相关联的多等级产品共同管理，而不必专门引入多个新的类来进行管理。
• 当需要产品族时，抽象工厂可以保证客户端始终只使用同一个产品的产品组。
• 抽象工厂增强了程序的可扩展性，当增加一个新的产品族时，不需要修改原代码，满足开闭原则。

缺点：

• 当产品族中需要增加一个新的产品时，所有的工厂类都需要进行修改。增加了系统的抽象性和理解难度。

3. 结构

抽象工厂模式的主要角色如下。

• 抽象工厂（Abstract Factory）：提供了创建产品的接口，它包含多个创建产品的方法 newProduct()，可以创建多个不同等级的产品；
• 具体工厂（Concrete Factory）：主要是实现抽象工厂中的多个抽象方法，完成具体产品的创建。
• 抽象产品（Product）：定义了产品的规范，描述了产品的主要特性和功能，抽象工厂模式有多个抽象产品。
• 具体产品（ConcreteProduct）：实现了抽象产品角色所定义的接口，由具体工厂来创建，它同具体工厂之间是多对一的关系。

二、代码实现

AbstractFactory.java:

package pers.designPattern.abstractFactory;

/*
 * 抽象工厂
 * */
abstract class AbstractFactory {
     
    public abstract Color getColor(String color);
    public abstract Shape getShape(String shape);
}

ShapeFactory.java：

package pers.designPattern.abstractFactory;

/*
 * 形状工厂
 * */
interface Shape {
     
    void creatShape();
}

class Rectangle implements Shape {
     
    @Override
    public void creatShape() {
     
        System.out.println("创建一个矩形...");
    }
}

class Circle implements Shape {
     
    @Override
    public void creatShape() {
     
        System.out.println("创建一个圆形...");
    }
}

class Square implements Shape {
     
    @Override
    public void creatShape() {
     
        System.out.println("创建一个正方形...");
    }
}

/*
 * 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
 * */
public class ShapeFactory extends AbstractFactory {
     
    @Override
    public Color getColor(String color) {
     
        return null;
    }

    @Override
    public Shape getShape(String shape) {
     
        switch (shape) {
     
            case "circle":
                return new Circle();
            case "rectangle":
                return new Rectangle();
            case "square":
                return new Square();
            default:
                return null;
        }
    }
}

ColorFactory.java:

package pers.designPattern.abstractFactory;

/*
 * 颜色工厂
 * */
interface Color {
     
    void fillColor();
}

class Red implements Color {
     
    @Override
    public void fillColor() {
     
        System.out.println("喷涂红色...");
    }
}

class Green implements Color {
     
    @Override
    public void fillColor() {
     
        System.out.println("喷涂绿色...");
    }
}

class Blue implements Color {
     
    @Override
    public void fillColor() {
     
        System.out.println("喷涂蓝色...");
    }
}

public class ColorFactory extends AbstractFactory {
     
    @Override
    public Color getColor(String color) {
     
        switch (color) {
     
            case "red":
                return new Red();
            case "green":
                return new Green();
            case "blue":
                return new Blue();
            default:
                return null;
        }
    }

    @Override
    public Shape getShape(String shape) {
     
        return null;
    }
}

FactoryProcuder.java:

package pers.designPattern.abstractFactory;

public class FactoryProducer {
     
    /*
    * 创建一个工厂生成器类，通过传递形状或颜色信息来获取工厂
    * */
    public static AbstractFactory getFactory(String choice) {
     
        if (choice.equals("color")) {
     
            return new ColorFactory();
        } else if (choice.equals("shape")) {
     
            return new ShapeFactory();
        } else {
     
            return null;
        }
    }
}

AbstractFactory.java:

package pers.designPattern.abstractFactory;


import java.util.Objects;

public class AbstractFactoryClient {
     
    /*
    * 客户
    * */
    public static void main(String[] args) {
     
        AbstractFactory sf = FactoryProducer.getFactory("shape");
        Shape circle = Objects.requireNonNull(sf).getShape("circle");
        circle.creatShape();
    }
}

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参考：

• 菜鸟教程
• C语言网
• Refactoring.Guru