设计模式--创建型--抽象工厂

本文介绍抽象工厂模式的概念与应用场景,展示了如何通过此模式实现不同产品系列的灵活切换,并提供了具体实现代码示例。

一、抽象工厂模式简介(Bref Introduction)

    抽象工厂模式(Abstract Factory Pattern),提供一个创建一系列相关或者相互依赖对象的接口,而无需制定他们的具体类。优点是:易于交换产品系列,由于具体工厂类在一个应该用中只需要在初始化的时候出现一次,这就使得改变一个应用的具体工厂类变得非常容易,它只需要改变具体工厂即可使用不同的产品配置。抽象工厂的另一个优点是,它让具体的创建实例与客户端分离,客户端是通过他们的抽象接口操纵实例,产品的具体类名也被具体工厂的实现分离,不会出现在客户的代码中。

二、解决的问题(What To Solve

      常用用于解决数据访问程序,也就是说程序通过使用抽象工厂模式后,可以灵活地在不同的数据库之间切换,而不需要费时费力地改变原有程序。

三、抽象工厂模式分析(Analysis)

四.实例分析(Example

1、接口ProductA、ProductB,及其具体实现类ConcreteProductA,ConcreteProductB

public interface ProductA {
	public void operation(String s);
}
public interface ProductB {
	public void operation(String s);
}
public class ConcreteProductA1 implements ProductA{
	public void operation(String s){
		System.out.println("===================ConcreteProductA1 Begin=====================");
		System.out.println("==============="+s+"=================");
		System.out.println("====================ConcreteProductA1 End======================");
	}
}
public class ConcreteProductA2 implements ProductA{
	public void operation(String s){
		System.out.println("===================ConcreteProductA2 Begin=====================");
		System.out.println("==============="+s+"=================");
		System.out.println("====================ConcreteProductA2 End======================");
	}
}
public class ConcreteProductB1 implements ProductB{
	public void operation(String s){
		System.out.println("===================ConcreteProductB1 Begin=====================");
		System.out.println("==============="+s+"=================");
		System.out.println("====================ConcreteProductB1 End======================");
	}
}
public class ConcreteProductB2 implements ProductB{
	public void operation(String s){
		System.out.println("===================ConcreteProductB2 Begin=====================");
		System.out.println("==============="+s+"=================");
		System.out.println("====================ConcreteProductB2 End======================");
	}
}

2、抽象工厂接口Abstract'Factory及其实现

public interface AbstractFactory {

	public ProductA createProductA();
	public ProductB createProductB();
}
public class ConcreteFactory1 implements AbstractFactory {

	public ProductA createProductA() {
		return new ConcreteProductA1();
	}

	public ProductB createProductB() {
		return new ConcreteProductB1();
	}

}
public class ConcreteFactory2 implements AbstractFactory {

	public ProductA createProductA() {
		return new ConcreteProductA2();
	}

	public ProductB createProductB() {
		return new ConcreteProductB2();
	}

}
3、客户端调用

public class Client {

	public static void main(String[] args) {
		//创建第一套产品
		AbstractFactory asf = new ConcreteFactory1();
		ProductA productA = asf.createProductA();
		ProductB productB = asf.createProductB();
		productA.operation("创建第一套产品中的A部分");
		productB.operation("创建第一套产品中的B部分");
		
		System.out.println();
		//创建第一套产品
		AbstractFactory asf1 = new ConcreteFactory1();
		ProductA productA1 = asf.createProductA();
		ProductB productB1 = asf.createProductB();
		productA1.operation("创建第二套产品中的A部分");
		productB1.operation("创建第二套产品中的B部分");
	}
}

运行结果:


### 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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