24种设计模式-抽象工厂模式(6)

本文通过一个生动的例子,详细解析了抽象工厂模式的实现过程及原理,包括如何通过定义接口、抽象类和具体类来实现不同人种和性别的创建。

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好了,我们继续上一节课,上一节讲到女娲造人,人是造出来了,世界时热闹了,可是低头一看,都是清一色的类型,缺少关爱、仇恨、喜怒哀乐等情绪,人类的生命太平淡了,女娲一想,猛然一拍脑袋,Shit!忘记给人类定义性别了,那怎么办?抹掉重来,然后就把人类重新洗牌,准备重新开始制造人类。

由于先前的工作已经花费了很大的精力做为铺垫,也不想从头开始了,那先说人类(Product 产品类)怎么改吧,好,有了,给每个人类都加一个性别,然后再重新制造,这个问题解决了,那八卦炉怎么办?只有一个呀,要么生产出全都是男性,要不都是女性,那不行呀,有了,把已经有了一条生产线——八卦炉(工厂模式中的 Concrete Factory)拆开,于是女娲就使用了“八卦拷贝术”,把原先的八卦炉一个变两个,并且略加修改,就成了女性八卦炉(只生产女性,一个具体工厂的实现类)和男性八卦炉(只生产男性,又一个具体工厂的实现类),这个过程的类图如下:

先看人类(也就是产品)的类图:


这个类图也比较简单,Java 的典型类图,一个接口,几个抽象类,然后是几个实现类,没啥多说的,其中三个抽象类在抽象工厂模式中是叫做产品等级,六个实现类是叫做产品族,这个也比较好理解,实现类嘛是真实的产品,一个叫产品,多了就叫产品族,然后再看工厂类:

其中抽象工厂只实现了一个 createHuman 的方法,目的是简化实现类的代码工作量,这个在讲代码的时候会说。这里还使用了 Jdk 1.5 的一个新特性 Enum 类型,其实这个完全可以类的静态变量来实现,但我想既然是学习就应该学有所获得,即使你对这个模式非常了解,也可能没用过 Enum 类型,也算是一个不同的知识点吧,我希望给大家讲解,每次都有新的技术点提出来,每个人都会有一点的收获就足够了,然后在具体的项目中使用时,知道有这个技术点,然后上 baidu 狗狗一下就能解决问题。话题扯远了,我们继续类图,完整的类图如下,这个看不大清楚,其实就是上面那两个类图加起来,

然后类图讲解完毕,我们来看程序实现:

package com.cbf4life;
/**
*定义一个人类的统称,问题出来了,刚刚定义的时候忘记定义性别了
*这个重要的问题非修改不可,否则这个世界上太多太多的东西不存在了
*/

public interface Human {
    //首先定义什么是人类
    //人是愉快的,会笑的,本来是想用smile表示,想了一下laugh更合适,好长时间没有大笑了;
    public	void laugh();
    
    //人类还会哭,代表痛苦
    public void cry();

    //人类会说话
    public void talk();

    //定义性别
    public void sex();
}

人类的接口定义好,然后根据接口创建三个抽象类,也就是三个产品等级,实现 laugh()、cry()、talk()三个方法,以 AbstractYellowHuman 为例:

package com.cbf4life.yellowHuman;
import com.cbf4life.Human;
/**
*为什么要修改成抽象类呢?要定义性别呀
*/
public abstract class AbstractYellowHuman implements Human {

    public void cry() {
        System.out.println("黄色人种会哭");
    }

    public void laugh() { 
       System.out.println("黄色人种会大笑,幸福呀!");
    }

    public void talk() {
        System.out.println("黄色人种会说话,一般说的都是双字节");
    }
}

其他的两个抽象类 AbstractWhiteHuman 和 AbstractgBlackHuman 与此类似的事项方法,不再通篇拷贝代码

       三个抽象类都实现完毕了,然后就是些实现类了。其实,你说抽象类放这里有什么意义吗?就是不允许你 new 出来一个抽象的对象呗,使用非抽象类完全就可以代替,呵呵,杀猪杀尾巴,各有各的杀法,不过既然进了 Java 这个门就要遵守 Java 这个规矩,我们看实现类:

        女性黄种人的实现类:

package com.cbf4life.yellowHuman;
/**
*女性黄种人
*/
public class YellowFemaleHuman extends AbstractYellowHuman {
    public void sex() {
        System.out.println("该黄种人的性别为女...");
    }
}

男性黄种人的实现类:

package com.cbf4life.yellowHuman;

/**
*男性黄种人
*/
public class YellowMaleHuman extends AbstractYellowHuman {
    public void sex() {
        System.out.println("该黄种人的性别为男....");
    }
}

同理可知,女性白种人,男性白种人,女性黑种人,男性黑种人都是对性别的实现。

抽象工厂模式下的产品等级和产品族都已经完成,也就是人类以及产生出的人类是什么样子的都已经定义好了,下一步就等着工厂开工创建了,那我们来看工厂类。在看工厂类之前我们先看那个枚举类型,这个是很有意思的

package com.cbf4life;
/**
*世界上有哪些类型的人,列出来
*JDK 1.5开始引入enum类型也是目的的,吸引C程序员转过来
*/

public enum HumanEnum {

   //把世界上所有人类型都定义出来
    YelloMaleHuman("com.cbf4life.yellowHuman.YellowMaleHuman"),
    YelloFemaleHuman("com.cbf4life.yellowHuman.YellowFemaleHuman"),
    WhiteFemaleHuman("com.cbf4life.whiteHuman.WhiteFemaleHuman"),
    WhiteMaleHuman("com.cbf4life.whiteHuman.WhiteMaleHuman"),
    BlackFemaleHuman("com.cbf4life.blackHuman.BlackFemaleHuman"),
    BlackMaleHuman("com.cbf4life.blackHuman.BlackMaleHuman");
    private String value = "";

    //定义构造函数,目的是Data(value)类型的相匹配
    private HumanEnum(String value){
        this.value = value;
    }

    public String getValue(){ 
        return this.value;
    }
}

然后,我们看我们的工厂类,先看接口:

package com.cbf4life;

/**
*这次定一个接口,应该要造不同性别的人,需要不同的生产线
*那这个八卦炉必须可以制造男人和女人
*/
public interface HumanFactory {

    //制造黄色人种
    public Human createYellowHuman();

    //制造一个白色人种
    public Human createWhiteHuman();

    //制造一个黑色人种
    public Human createBlackHuman();

}

然后看抽象类:

package com.cbf4life.humanFactory;

import com.cbf4life.Human;
import com.cbf4life.HumanEnum;
import com.cbf4life.HumanFactory;

public abstract class AbstractHumanFactory implements HumanFactory {
/*
*给定一个性别人种,创建一个人类出来 专业术语是产生产品等级
*/
    protected Human createHuman(HumanEnum humanEnum) { Human human = null;
        //如果传递进来不是一个Enum中具体的一个Element的话,则不处理
        if (!humanEnum.getValue().equals("")) {
            try {
                //直接产生一个实例
                human = (Human)
                Class.forName(humanEnum.getValue()).newInstance();
            } catch (Exception e) {
                //因为使用了enum,这个种异常情况不会产生了,除非你的enum有问题;
                e.printStackTrace();
              }
        }//if结束
    return human;
    }
}
看到没,这就是引入 enum 的好处,createHuman(HumanEnum humanEnum)这个方法定义了输入参数必须是 HumanEnum 类型,然后直接使用 humanEnum.getValue()方法就能获得具体传递进来的值,这个不多说了,
大家自己看程序领会,没多大难度,这个抽象类的目的就是减少下边实现类的代码量,我们看实现类:
男性工厂,只创建男性:
package com.cbf4life.humanFactory;

import com.cbf4life.Human;
import com.cbf4life.HumanEnum;

/**
*男性创建工厂
*/
    public class MaleHumanFactory extends AbstractHumanFactory {
        //创建一个男性黑种人
        public Human createBlackHuman() {
                return super.createHuman(HumanEnum.BlackMaleHuman);
        }

        //创建一个男性白种人
        public Human createWhiteHuman() {
                return super.createHuman(HumanEnum.WhiteMaleHuman);
        }

        //创建一个男性黄种人
        public Human createYellowHuman() {
                return super.createHuman(HumanEnum.YelloMaleHuman);
        }

}

女性工厂,只创建女性:

package com.cbf4life.humanFactory;

import com.cbf4life.Human;
import com.cbf4life.HumanEnum;

/**
*女性创建工厂
*/
public class FemaleHumanFactory extends AbstractHumanFactory {

    //创建一个女性黑种人
    public Human createBlackHuman() {
        return super.createHuman(HumanEnum.BlackFemaleHuman);
    }

    //创建一个女性白种人
    public Human createWhiteHuman() {
        return super.createHuman(HumanEnum.WhiteFemaleHuman);
    }

    //创建一个女性黄种人
    public Human createYellowHuman() {
        return super.createHuman(HumanEnum.YelloFemaleHuman);
    }
}

产品定义好了,工厂也定义好了,万事俱备只欠东风,那咱就开始造吧,哦,不对,女娲开始造人了

public class NvWa {
    public static void main(String[] args) {
        //第一条生产线,男性生产线
        HumanFactory maleHumanFactory = new MaleHumanFactory();

        //第二条生产线,女性生产线
        HumanFactory femaleHumanFactory = new FemaleHumanFactory();

        //生产线建立完毕,开始生产人了:
        Human maleYellowHuman = maleHumanFactory.createYellowHuman();
        Human femaleYellowHuman = femaleHumanFactory.createYellowHuman();
        maleYellowHuman.cry();
        maleYellowHuman.laugh();
        femaleYellowHuman.sex();
        /*
        *.....
        *后面你可以续了
        */
    }
}

两个八卦炉,一个造女的,一个造男的,开足马力,一直造到这个世界到现在这个模式为止。

抽象工厂模式讲完了,那我们再思考一些问题:工厂模式有哪些优缺点?先说优点,我这人一般先看人优点,非常重要的有点就是,工厂模式符合 OCP 原则,也就是开闭原则,怎么说呢,比如就性别的问题,

这个世界上还存在双性人,是男也是女的人,那这个就是要在我们的产品族中增加一类产品,同时再增加一个工厂就可以解决这个问题,不需要我再来实现了吧,很简单的大家自己画下类图,然后实现下。

那还有没有其他好处呢?抽象工厂模式,还有一个非常大的有点,高内聚,低耦合,在一个较大的项目组,产品是由一批人定义开发的,但是提供其他成员访问的时候,只有工厂方法和产品的接口,也就是说只需要提供 Product Interface 和 Concrete Factory 就可以产生自己需要的对象和方法,Java 的高内聚低耦合的特性表现的一览无遗,





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