抽象工厂模式

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。这种类型的设计模式属于创建型模式,它提供了一种创建对象的最佳方式。

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。

介绍

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。

主要解决: 主要解决接口选择的问题。

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。

如何解决: 在一个产品族里面,定义多个产品。

关键代码: 在一个工厂里聚合多个同类产品。

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 OOP 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)。

优点: 当一个产品族中的多个对象被设计成一起工作时,它能保证客户端始终只使用同一个产品族中的对象。

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 里加代码,又要在具体的里面加代码。

使用场景: 1、QQ 换皮肤,一整套一起换。 2、生成不同操作系统的程序。

注意事项: 产品族难扩展,产品等级易扩展。

实现

我们将创建 ShapeColor 接口和实现这些接口的实体类。下一步是创建抽象工厂类 AbstractFactory。接着定义工厂类 ShapeFactoryColorFactory,这两个工厂类都是扩展了 AbstractFactory。然后创建一个工厂创造器/生成器类 FactoryProducer

演示类使用 FactoryProducer 来获取 AbstractFactory 对象。它将向 AbstractFactory 传递形状信息 ShapeType(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 ColorType(RED / GREEN / BLUE),以便获取它所需对象的类型。

抽象工厂模式

步骤 1

创建两个接口:

/**
 * @author : lwj
 * @since : 2020-08-05
 */
public interface Shape {

    /**
     * 绘图方法,由实现类来实现此方法
     */
    void draw();
}
/**
 * @author : lwj
 * @since : 2020-08-05
 */
public interface Color {
    /**
     * 填充颜色方法
     */
    void fill();
}

步骤 2

创建实现接口的实体类。

/**
 * @author : lwj
 * @since : 2020-08-05
 */
public class Rectangle implements Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("绘制矩形......");
    }
}
/**
 * @author : lwj
 * @since : 2020-08-05
 */
public class Circle implements Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("绘制圆形......");
    }
}
/**
 * @author : lwj
 * @since : 2020-08-05
 */
public class Square implements Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("绘制正方形......");    
    }
}
/**
 * @author : lwj
 * @since : 2020-08-05
 */
public class Blue implements Color {
    @Override
    public void fill() {
        System.out.println("填充蓝色.........");
    }
}
/**
 * @author : lwj
 * @since : 2020-08-05
 */
public class Green implements Color {
    @Override
    public void fill() {
        System.out.println("填充绿色.........");
    }
}
/**
 * @author : lwj
 * @since : 2020-08-05
 */
public class Red implements Color {
    @Override
    public void fill() {
        System.out.println("填充红色.........");
    }
}

步骤 3

创建三个枚举类,可供选择Shape类型和Color类型及Factory类型。

/**
 * @author : lwj
 * @since : 2020-08-05
 */
public enum ShapeType {
    /**
     * 矩形
     */
    RECTANGLE,

    /**
     * 圆形
     */
    CIRCLE,

    /**
     * 正方形
     */
    SQUARE;
}
/**
 * @author : lwj
 * @since : 2020-08-05
 */
public enum ColorType {
    /**
     * 红色
     */
    RED,

    /**
     * 绿色
     */
    GREEN,

    /**
     * 蓝色
     */
    BLUE;
}
/**
 * @author : lwj
 * @since : 2020-08-05
 */
public enum FactoryType {
    /**
     * 图形工厂
     */
    SHAPE,

    /**
     * 颜色工厂
     */
    COLOR;
}

步骤 4

为 Color 和 Shape 对象创建抽象类来获取工厂。。

/**
 * @author : lwj
 * @since : 2020-08-05
 */
public abstract class AbstractFactory {
    /**
     * 通过指定类型获取图形
     * @param shapeType 图形类型
     * @return Shape 图形
     */
    public abstract Shape getShape(ShapeType shapeType);

    /**
     * 通过指定类型获取颜色
     * @param colorType 颜色类型
     * @return Color 颜色
     */
    public abstract Color getColor(ColorType colorType);
}

步骤 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。

/**
 * @author : lwj
 * @since : 2020-08-05
 */
public class ShapeFactory extends AbstractFactory {

    @Override
    public Shape getShape(ShapeType shapeType) {
        switch (shapeType) {
            case CIRCLE:
                return new Circle();
            case SQUARE:
                return new Square();
            case RECTANGLE:
                return new Rectangle();
            default:
                return null;
        }
    }

    @Override
    public Color getColor(ColorType colorType) {
        return null;
    }
}
/**
 * @author : lwj
 * @since : 2020-08-05
 */
public class ColorFactory extends AbstractFactory {

    @Override
    public Shape getShape(ShapeType shapeType) {
        return null;
    }

    @Override
    public Color getColor(ColorType colorType) {
        switch (colorType) {
            case RED:
                return new Red();
            case GREEN:
                return new Green();
            case BLUE:
                return new Blue();
            default:
                return null;
        }
    }
}

步骤 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。

/**
 * @author : lwj
 * @since : 2020-08-05
 */
public class FactoryProducer {
    /**
     * 根据指定工厂类型获取工厂
     * @param factoryType 工厂类型
     * @return Factory
     */
    public static AbstractFactory getFactory(FactoryType factoryType){
        switch (factoryType) {
            case COLOR:
                return new ColorFactory();
            case SHAPE:
                return new ShapeFactory();
            default:
                return null;
        }
    }
}

步骤 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。

/**
 * @author : lwj
 * @since : 2020-08-05
 */
public class AbstractFactoryTest {

    @Test
    public void test() {
        // 获取图形工厂
        AbstractFactory shapeFactory = FactoryProducer.getFactory(FactoryType.SHAPE);
        assert shapeFactory != null;
        // 获取形状为 Rectangle 的对象
        Shape shape_r = shapeFactory.getShape(ShapeType.RECTANGLE);
        shape_r.draw();

        // 获取形状为 Circle 的对象
        Shape shape_c = shapeFactory.getShape(ShapeType.CIRCLE);
        shape_c.draw();

        // 获取形状为 Square 的对象
        Shape shape_s = shapeFactory.getShape(ShapeType.SQUARE);
        shape_s.draw();

        // 获取颜色工厂
        AbstractFactory colorFactory = FactoryProducer.getFactory(FactoryType.COLOR);
        assert colorFactory != null;
        // 获取颜色为 Red 的对象
        Color color_r = colorFactory.getColor(ColorType.RED);
        color_r.fill();

        // 获取颜色为 Green 的对象
        Color color_g = colorFactory.getColor(ColorType.GREEN);
        color_g.fill();

        // 获取颜色为 Blue 的对象
        Color color_b = colorFactory.getColor(ColorType.BLUE);
        color_b.fill();

    }
}

步骤 9

执行程序,输出结果:

20200805114114

Q.E.D.