设计模式学习 - 抽象工厂模式
抽象工厂模式介绍
抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern),也是创建型设计模式之一。抽象工厂模式源于以前对不同操作系统的图形化操作方案，对于每一个操作系统，其本身构成一个产品类，而文本和按钮控件也构成一个产品类，两种产品类两种变化，各自有自己的特性。
抽象工厂模式的定义
为创建一组相关或者是相互依赖的对象提供一个接口，而不需要指定他们具体类
抽象工厂模式的使用场景
一个对象族有相同的约束时可以使用抽象工厂模式。举个例子，Android、ios下都有短信和拨号软件，两者都属于软件范畴，但是，它们所在的操作系统平台不一样，即便是同一家公司出品的软件，其代码实现逻辑也是不同的，这时候就可以考虑抽象工厂来产生Android、ios下的短信和拨号平台。
抽象工厂模式的UML类图
UML图角色介绍：
- AbstractFactory: 抽象工厂角色，声明一组用于创建一种产品的方法，每一种方法对于一个产品。
- ConcreateFactory : 具体工厂角色，实现了在抽象工厂种定义的方法，生产具体的产品。
- AbstractProduct : 抽象产品角色，他为每种产品声明接口。
- ConcreteProduct : 具体产品角色，定义具体工厂生产的具体产品对象，实现抽象产品接口种声明的业务方法。
通用代码
创建顺序：AbstractProduct角色->ConcreteProduct角色->AbstractFactory角色->ConcreteFactory角色（可参考）
AbstractProduct角色
/**
*
* author : 残渊
* time : 2019/04/03
* desc : 抽象产品类A
*
*/
public abstract class AbstractProductA {
public abstract void method();
}
/**
*
* author : 残渊
* time : 2019/04/03
* desc : 抽象产品类B
*
*/
public abstract class AbstractProductB {
public abstract void method();
}
ConcreteProduct角色
/**
*
* author : 残渊
* time : 2019/04/03
* desc : 具体产品类A1
*
*/
public class ConcreteProductA1 extends AbstractProductA {
@Override
public void method() {
System.out.println("具体产品类A1的方法");
}
}
/**
*
* author : 残渊
* time : 2019/04/03
* desc : 具体产品类A2
*
*/
public class ConcreteProductA2 extends AbstractProductA {
@Override
public void method() {
System.out.println("具体产品A2的方法");
}
}
/**
*
* author : 残渊
* time : 2019/04/03
* desc : 具体产品类B1
*
*/
public class ConcreteProductB1 extends AbstractProductB {
@Override
public void method() {
System.out.println("具体产品B1的方法");
}
}
/**
*
* author : 残渊
* time : 2019/04/03
* desc : 具体产品类B2
*
*/
public class ConcreteProductB2 extends AbstractProductB {
@Override
public void method() {
System.out.println("具体产品B2的方法");
}
}
AbstractFactory角色
/**
*
* author : 残渊
* time : 2019/04/06
* desc : 抽象工厂类
*
*/
public abstract class AbstractFactory {
/**
* 创建产品A的对象
* @return
*/
public abstract AbstractProductA createProductA();
/**
* 创建产品B的对象
* @return
*/
public abstract AbstractProductB createProductB();
}
ConcreteFactory角色
/**
*
* author : 残渊
* time : 2019/04/06
* desc : 具体工厂类
*
*/
public class ConcreateFactory1 extends AbstractFactory {
@Override
public AbstractProductA createProductA() {
return new ConcreteProductA1();
}
@Override
public AbstractProductB createProductB() {
return new ConcreteProductB1();
}
}
/**
*
* author : 残渊
* time : 2019/04/06
* desc : 具体工厂类
*
*/
public class ConcreateFactory2 extends AbstractFactory {
@Override
public AbstractProductA createProductA() {
return new ConcreteProductA2();
}
@Override
public AbstractProductB createProductB() {
return new ConcreteProductB2();
}
}
抽象工厂方法模式的简单实现
背景：Q3,Q5,Q7都是一个车系，但三者间的零部件还是有很大的差距，就拿Q3和Q7来说，Q3的轮胎是普通轮胎，Q7的轮胎是越野型轮胎；Q3的发动机是国产发动机，Q7的发动机是进口发动机；Q3的制动系统是普通的制动系统，而Q7则使用性能极好的制动系统。Q3，Q7对应的是一系列车，而发动机、轮胎、制动系统则对应的是一系列零部件，两者是两种不同的产品类型，故这时候就可以将抽象工厂模式应用其中，首先，汽车工厂需要生产轮胎，发动机，制动系统这3种部件，故先定义这3种部件，即我们从AbstractProduct角色开始创建。
AbstractProduct角色
/**
*
* author : 残渊
* time : 2019/04/06
* desc : 抽象轮胎产品
*
*/
public interface ITire {
/**
* 轮胎
*/
void tire();
}
/**
*
* author : 残渊
* time : 2019/04/06
* desc : 抽象发动机产品
*
*/
public interface IEngine {
/**
* 发动机
*/
void engine();
}
/**
*
* author : 残渊
* time : 2019/04/06
* desc : 抽象制动系统产品
*
*/
public interface IBrake {
/**
* 制动系统
*/
void brake();
}
ConcreteProduct角色：具体产品
轮胎相关
/**
*
* author : 残渊
* time : 2019/04/06
* desc : 普通轮胎
*
*/
public class NormalTire implements ITire{
@Override
public void tire() {
System.out.println("普通轮胎");
}
}
/**
*
* author : 残渊
* time : 2019/04/06
* desc : 越野轮胎
*
*/
public class SUVTire implements ITire{
@Override
public void tire() {
System.out.println("越野轮胎");
}
}
发动机相关
/**
*
* author : 残渊
* time : 2019/04/06
* desc : 国产发动机
*
*/
public class DomesticEngine implements IEngine{
@Override
public void engine() {
System.out.println("国产发动机");
}
}
/**
*
* author : 残渊
* time : 2019/04/06
* desc : 进口发动机
*
*/
public class ImportEngine implements IEngine {
@Override
public void engine() {
System.out.println("进口发动机");
}
}
制动系统相关
/**
*
* author : 残渊
* time : 2019/04/06
* desc : 普通制动
*
*/
public class NormalBrake implements IBrake{
@Override
public void brake() {
System.out.println("普通制动");
}
}
/**
*
* author : 残渊
* time : 2019/04/06
* desc : 高级制动
*
*/
public class SeniorBrake implements IBrake {
@Override
public void brake() {
System.out.println("高级制动");
}
}
AbstractFactory角色：生产轮胎、发动机、制动系统
/**
*
* author : 残渊
* time : 2019/04/06
* desc : 抽象工厂类
*
*/
public abstract class CarFactory {
/**
* 生产轮胎
* @return 轮胎
*/
public abstract ITire createTire();
/**
* 生产发动机
* @return 发动机
*/
public abstract IEngine createEngine();
/**
* 产生制动系统
* @return 制动系统
*/
public abstract IBrake createBrake();
}
ConcreateFactory角色：具体工厂，Q3生产工厂、Q7生产工厂
/**
*
* author : 残渊
* time : 2019/04/06
* desc : Q3工厂类
*
*/
public class Q3Factory extends CarFactory {
@Override
public ITire createTire() {
return new NormalTire();
}
@Override
public IEngine createEngine() {
return new DomesticEngine();
}
@Override
public IBrake createBrake() {
return new NormalBrake();
}
}
/**
*
* author : 残渊
* time : 2019/04/06
* desc : Q7工厂类
*
*/
public class Q7Factory extends CarFactory{
@Override
public ITire createTire() {
return new SUVTire();
}
@Override
public IEngine createEngine() {
return new ImportEngine();
}
@Override
public IBrake createBrake() {
return new SeniorBrake();
}
}
Client角色：测试
/**
*
* author : 残渊
* time : 2019/04/06
* desc : 客户类
*
*/
public class Client {
public static void main(String [] args){
//构建一个生产Q3的工厂
CarFactory factoryQ3 = new Q3Factory();
factoryQ3.createTire().tire();
factoryQ3.createEngine().engine();
factoryQ3.createBrake().brake();
System.out.println("------------------");
//构造一个生产Q7的工厂
CarFactory factoryQ7 = new Q7Factory();
factoryQ7.createTire().tire();
factoryQ7.createEngine().engine();
factoryQ7.createBrake().brake();
}
}
输出结果：
普通轮胎
国产发动机
普通制动
------------------
越野轮胎
进口发动机
高级制动
总结
- 优点： 分离接口和实现，客户端使用抽象工厂来创建需要的对象，而客户端根本不知道具体的实现是谁，客户端只是面向产品的接口编程。使其从具体的产品实现中解耦，同时基于接口和实现的分离，使抽象工厂方法模式在切换产品类时更加灵活、容易
- 缺点：
- 类文件的爆炸性增加
- 不太容易扩展新的产品类。因为每当增加一个产品类就需要修改抽象工厂，那么所有的具体工厂类均会被修改。
本文相关源码
注：选自《Android源码设计模式》