设计模式---抽象工厂模式

抽象工厂模式:产品族与跨平台兼容实例
本文介绍了抽象工厂模式如何解决接口选择问题,通过创建小米和华为手机及路由器的实例,展示如何使用抽象工厂创建产品家族,并针对操作系统差异进行兼容处理。同时,探讨了其优点与扩展挑战。

抽象工厂模式

抽象工厂模式属于创建型模式的一种,它和工厂模式的意图都是去解决接口选择的问题,但是抽象工厂更像一个中心工厂,去创建其他的工厂。

常见的业务场景,在Windows中,每行的结尾是\n\r,Unix每行的结尾只有\n,不同操作系统相同的IDE,同样的操作显示有着不同的差异,需要做兼容处理。

简单的代码实现

创建手机和路由器功能接口

//手机接口类
public interface phoneProduct{
    void call();
    void sendSMS();
}
//路由器接口类
public interface RouterProduct{
    void openWIFI();
}

创建不同品牌的实现类

//小米手机实现类
public class XIAOMIPhone implements phoneProduct{
    public void call(){
        System.out.println("XIAOMI打电话");
    }
    public void sendSMS(){
        System.out.println("XIAOMI发短信");
    }
}
//华为手机实现类
public class HUAWEIPhone implements phoneProduct{
    public void call(){
        System.out.println("HUAWEI打电话");
    }
    public void sendSMS(){
        System.out.println("HUAWEI发短信");
    }
}
//小米路由器实现类
public class XIAOMIRouter implements RouterProduct{
    public void openWiFi(){
        System.out.println("XIAOMI路由器联网");
    }
}
//华为路由器实现类
public class HUAWEIRouter implements RouterProduct{
    public void openWiFi(){
        System.out.println("HUAWEI路由器联网");
    }
}

创建工厂接口实现类

//抽象工厂类
public interface ProductFactory{
    PhoneProduct phoneProduct();
    RouterProduct routerProduct();
    }

//小米工厂实现类
public class XIAOMIFactory implement ProductFactory{
    public PhoneProduc phoneProduct(){
        return new XIAOMIPhone();
    }
    public RouterProduct routerProduct(){
        return new XIAOMIRouter();
    }
}
//华为工厂实现类
public class HUAWEIFactory implement ProductFactory{
    public PhoneProduc phoneProduct(){
        return new HUAWEIPhone();
    }
    public RouterProduct routerProduct(){
        return new HUAWEIRouter();
    }
}

总结:在功能方面,抽象工厂更加倾向于解决一个产品族的问题,它满足了开闭原则,单一职责,解耦的这些优点,但是随这业务的拓展,可能会造成类实现上的复杂度,此时需要结合其他设计模式或者代理类以及自动加载来进行扬长避短了。

### 抽象工厂模式概述 抽象工厂模式是一种创建型设计模式,其核心在于提供了一种方式来创建一系列相关或相互依赖的对象,而不必指定它们的具体类[^2]。通过这种方式,客户端能够使用统一的接口来获取所需的产品实例,从而降低了系统组件之间的耦合度。 #### 模式的结构与工作原理 该模式主要由四个部分组成: - **抽象工厂(Abstract Factory)**:定义了一个用于创建一族具体产品对象的方法集合。 - **具体工厂(Concrete Factory)**:实现了抽象工厂所声明的操作,负责生产特定种类的产品系列。 - **抽象产品(Abstract Product)**:为每一种可能被生产的物品设定了通用接口。 - **具体产品(Concrete Product)**:实际要创建出来的实体类,继承自相应的抽象产品并实现其功能。 当客户请求某个类型的对象时,会调用相应工厂里的方法得到想要的结果;由于整个过程中只涉及到高层模块对于低层模块的引用(即仅知道如何操作抽象级别的成员),因此即使内部逻辑发生变化也不会影响到外部使用者。 #### 应用场景分析 此模式非常适合应用于以下情况: - 当应用程序存在多个可互换的产品线,并希望保持独立性以便于扩展新特性时不破坏现有代码; - 需要在运行期间动态决定应该采用哪一套设计方案来进行构建; - 要求确保同一版本下的各个组成部分始终一致地协同运作。 例如,在图形库中可以根据不同的渲染引擎选择合适的形状绘制器(如OpenGL vs DirectX)。再比如操作系统风格切换工具里根据不同主题调整窗口控件外观等都是很好的例子。 #### Java实现案例展示 下面给出一段简单的Java代码片段用来说明上述概念的应用: ```java // 定义两个层次的产品接口 public interface GUIFactory { Button createButton(); } public interface Button { void paint(); } ``` 接着分别针对Windows和MacOS平台定制化各自的GUI元素: ```java // Windows风格按钮 class WinButton implements Button { public void paint() { System.out.println("Render a button in the Windows style."); } } // MacOS风格按钮 class MacButton implements Button { public void paint() { System.out.println("Render a button in the macOS style."); } } ``` 最后建立对应的工厂类完成最终组装: ```java // 创建适用于Windows系统的UI部件制造者 class WinFactory implements GUIFactory { @Override public Button createButton() { return new WinButton(); } } // 创建适用于macOS系统的UI部件制造者 class MacFactory implements GUIFactory { @Override public Button createButton() { return new MacButton(); } } ``` 这样就可以很容易地根据当前环境配置选取适当的主题样式了。
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