设计模式-抽象工厂模式

抽象工厂模式

1.概念 
《设计模式》一书中对于抽象工厂模式是这样定义的: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。 

2、示例 

Java代码  
  1. // 产品 Plant接口      
  2. public interface Plant { }//标志接口    
  3. //具体产品PlantA,PlantB      
  4. public class PlantA implements Plant {      
  5.     
  6.  public PlantA () {      
  7.   System.out.println("create PlantA !");      
  8.  }      
  9.     
  10.  public void doSomething() {      
  11.   System.out.println(" PlantA do something ...");      
  12.  }      
  13. }      
  14. public class PlantB implements Plant {      
  15.  public PlantB () {      
  16.   System.out.println("create PlantB !");      
  17.  }      
  18.     
  19.  public void doSomething() {      
  20.   System.out.println(" PlantB do something ...");      
  21.  }      
  22. }      
  23. // 产品 Fruit接口      
  24. public interface Fruit { }      
  25. //具体产品FruitA,FruitB      
  26. public class FruitA implements Fruit {      
  27.  public FruitA() {      
  28.   System.out.println("create FruitA !");      
  29.  }      
  30.  public void doSomething() {      
  31.   System.out.println(" FruitA do something ...");      
  32.  }      
  33. }      
  34. public class FruitB implements Fruit {      
  35.  public FruitB() {      
  36.   System.out.println("create FruitB !");      
  37.  }      
  38.  public void doSomething() {      
  39.   System.out.println(" FruitB do something ...");      
  40.  }      
  41. }      
  42. // 抽象工厂方法      
  43. public interface AbstractFactory {      
  44.  public Plant createPlant();      
  45.  public Fruit createFruit();      
  46. }      
  47. //具体工厂方法      
  48. public class FactoryA implements AbstractFactory {      
  49.  public Plant createPlant() {      
  50.   return new PlantA();      
  51.  }      
  52.  public Fruit createFruit() {      
  53.   return new FruitA();      
  54.  }      
  55. }      
  56. public class FactoryB implements AbstractFactory {      
  57.  public Plant createPlant() {      
  58.   return new PlantB();      
  59.  }      
  60.  public Fruit createFruit() {      
  61.   return new FruitB();      
  62.  }      
  63. }     

Java代码  
  1. //调用工厂方法     
  2. public Client {     
  3.       public method1() {     
  4.              AbstractFactory instance = new FactoryA();     
  5.              instance.createPlant();     
  6.        }     
  7. }  


3、抽象工厂模式与工厂方法模式的区别  
可以这么说,工厂方法模式是一种极端情况的抽象工厂模式,而抽象工厂模式可以看成是工厂方法模式的一种推广。  
(1)、其实工厂方法模式是用来创建一个产品的等级结构的,而抽象工厂模式是用来创建多个产品的等级结构的。工厂方法创建一般只有一个方法,创建一种产品。抽象工厂一般有多个方法,创建一系列产品。  
(2)、工厂方法模式只有一个抽象产品类,而抽象工厂模式有多个。工厂方法模式的具体工厂类只能创建一个具体产品类的实例,而抽象工厂模式可以创建多个。  

简而言之->  
工厂方法模式:一个抽象产品类,可以派生出多个具体产品类。    
              一个抽象工厂类,可以派生出多个具体工厂类。    
              每个具体工厂类只能创建一个具体产品类的实例。    
抽象工厂模式:多个抽象产品类,每个抽象产品类可以派生出多个具体产品类。    
              一个抽象工厂类,可以派生出多个具体工厂类。    
              每个具体工厂类可以创建多个具体产品类的实例。  
### 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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