彻底玩转抽象工厂模式

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已于 2024-11-20 20:31:10 修改

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分类专栏：设计模式文章标签：抽象工厂模式 java 后端

于 2024-11-18 23:58:14 首次发布

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一.基础概念

1.定义：

抽象工厂模式提供了一个创建一系列相关或者相互依赖对象的接口，无需指定它们具体的类。(比如，等会需要定义一个手机接口和一个路由器接口，手机和路由器可以由很多厂商去实现，小米可以实现，华为也是可以实现的，这样我们就无需指定它们的具体类，我们只需要管这个产品就好了，这个定义比较抽象，所以叫抽象工厂)

2.适用场景：

(1)客户端(应用层)不依赖于产品类实例如何被创建、实现等细节；(比如，手机就是一个产品，我们根本不需要关心它怎么创建的，它只要能打电话就行，很多厂商都去实现了，具体实现的厂商就相当于工厂，手机这个产品就一个抽象的)

(2)强调一系列相关的产品对象(属于同一产品族)一起使用创建对象需要大量的重复代码；(比如，都是手机，则属于同一产品族，都是路由器，则也属于同一产品族，不同厂商只需都去实现手机、路由器的接口就行了)

(3)提供一个产品类的库，所有产品以同样的接口出现，从而使得客户端不依赖于具体实现。（比如，所有的手机都需要充电器接口，这就是“所有的产品以同样的接口出现”，客户端去访问的时候就不需要管是谁实现了，它知道这个抽象的接口也是可以做到这个事的）

3.优点：

(1)具体产品在应用层的代码隔离，无需关心创建的细节；

(2)将一个系列的产品统一到一起创建。

(我们不需要关心是怎么创建的，只需要找到对于工厂拿取即可)

4.缺点：

(1)规定了所有可能被创建的产品集合，产品簇中扩展新的产品困难；(比如，还需要创建新的产品，就需要修改所有的实现类)

(2)增加了系统的抽象性和理解难度。

5.图形流程：

Creator：相当于抽象工厂，只负责定义两个产品，什么都不需要实现；

ConcreteCreator：相当于工厂，真正的实现交给这些工厂去实现；

6.产品族和产品等级：

(1)小米手机和华为手机都是手机，这些具体的手机和抽象的手机概念就构成了同一产品等级结构，路由器同理也构成了同一产品等级结构；

(2)小米手机是属于手机产品系，它是一个具体的实现，小米路由器也是路由器产品的具体实现；

(3)小米手机和小米路由器虽然属于不同的产品等级结构，但是它们都属于同一个产品族(小米)，它都是由小米工厂生产的。

二.具体实现

准备如下几个类：

// 手机产品接口
public interface IphoneProduct {
    void start();
    void shutdown();
    void callup();
    void sendSMS();
}

// 路由器产品接口
public interface IRouterProduct {
    void start();
    void shutdown();
    void openWife();
    void setting();
}

// 小米手机
public class XiaomiPhone implements IphoneProduct{
    @Override
    public void start() {
        System.out.println("开启小米手机");
    }

    @Override
    public void shutdown() {
        System.out.println("关闭小米手机");
    }

    @Override
    public void callup() {
        System.out.println("小米打电话");
    }

    @Override
    public void sendSMS() {
        System.out.println("小米发短信");
    }
}

// 华为手机
public class HuaweiPhone implements IphoneProduct{
    @Override
    public void start() {
        System.out.println("开启华为手机");
    }

    @Override
    public void shutdown() {
        System.out.println("关闭华为手机");
    }

    @Override
    public void callup() {
        System.out.println("华为打电话");
    }

    @Override
    public void sendSMS() {
        System.out.println("华为发短信");
    }
}

// 小米路由器
public class XiaomiRouter implements IRouterProduct{
    @Override
    public void start() {
        System.out.println("启动小米路由器");
    }

    @Override
    public void shutdown() {
        System.out.println("关闭小米路由器");
    }

    @Override
    public void openWife() {
        System.out.println("打开小米wifi");
    }

    @Override
    public void setting() {
        System.out.println("小米设置");
    }
}

// 华为路由器
public class HuaweiRouter implements IRouterProduct{
    @Override
    public void start() {
        System.out.println("启动华为路由器");
    }

    @Override
    public void shutdown() {
        System.out.println("关闭华为路由器");
    }

    @Override
    public void openWife() {
        System.out.println("打开华为wifi");
    }

    @Override
    public void setting() {
        System.out.println("华为设置");
    }
}

XiaomiPhone类和HuaweiPhone类、XiaomiRouter类和HuaweiRouter类都属于同一个产品等级结构；
XiaomiPhone类和XiaomiRouter类、HuaweiPhone类HuaweiRouter类都属于同一个产品族。

接下来，编写抽象功产品工厂：

// 抽象产品工厂
public interface IProductFactory {
    // 生产手机
    IphoneProduct iphoneProduct();
    // 生产路由器
    IRouterProduct routerProduct();
}

生产手机、路由器只需要返回一个各自的工厂即可，怎么生产的我们不需要管；也可以理解抽象的工厂生产抽象的产品(抽象的抽象)，然后这个抽象的产品可以由不同的工厂去实现，就出现了小米工厂和华为工厂，代码如下：

// 小米工厂
public class XiaomiFactory implements IProductFactory{
    @Override
    public IphoneProduct iphoneProduct() {
        return new XiaomiPhone();
    }

    @Override
    public IRouterProduct routerProduct() {
        return new XiaomiRouter();
    }
}

// 华为工厂
public class HuaweiFactory implements IProductFactory{
    @Override
    public IphoneProduct iphoneProduct() {
        return new HuaweiPhone();
    }

    @Override
    public IRouterProduct routerProduct() {
        return new HuaweiRouter();
    }
}

接下来进行测试：

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("================小米系列产品================");
        // 小米工厂
        XiaomiFactory xiaomiFactory = new XiaomiFactory();
        IphoneProduct iphoneProduct = xiaomiFactory.iphoneProduct();
        iphoneProduct.callup(); // 小米打电话
        iphoneProduct.sendSMS(); // 小米发短信
        IRouterProduct iRouterProduct = xiaomiFactory.routerProduct();
        iRouterProduct.openWife(); // 打开小米wifi

        System.out.println("================华为系列产品================");
        // 华为工厂
        HuaweiFactory huaweiFactory = new HuaweiFactory();
        iphoneProduct = huaweiFactory.iphoneProduct();
        iphoneProduct.callup(); // 打开小米wifi
        iphoneProduct.sendSMS(); // 打开小米wifi
        iRouterProduct = huaweiFactory.routerProduct();
        iRouterProduct.openWife(); // 打开小米wifi
    }
}

虽然从小米工厂变成了华为工厂，但是它下面的具体实现都是一样的，我们无需关心。

到处，所以代码都写完了，然后再来理解一下上面的流程图：