设计模式之抽象工厂模式
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 Shape 和 Color 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 ShapeFactory 和 ColorFactory,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。
步骤 1
创建两个接口:
public interface Shape {
/**
* 绘图方法,由实现类来实现此方法
*/
void draw();
}
public interface Color {
/**
* 填充颜色方法
*/
void fill();
}
步骤 2
创建实现接口的实体类。
public class Rectangle implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("绘制矩形......");
}
}
public class Circle implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("绘制圆形......");
}
}
public class Square implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("绘制正方形......");
}
}
public class Blue implements Color {
@Override
public void fill() {
System.out.println("填充蓝色.........");
}
}
public class Green implements Color {
@Override
public void fill() {
System.out.println("填充绿色.........");
}
}
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。
public enum ShapeType {
/**
* 矩形
*/
RECTANGLE,
/**
* 圆形
*/
CIRCLE,
/**
* 正方形
*/
SQUARE;
}
public enum ColorType {
/**
* 红色
*/
RED,
/**
* 绿色
*/
GREEN,
/**
* 蓝色
*/
BLUE;
}
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。。
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。
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;
}
}
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。
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。
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();
}
}
*<已自动折叠>*
步骤 9
执行程序,输出结果: