GOF23之抽象工厂模式

一、简述

抽象工厂模式比起简单工厂和工厂方法来说并不是量变,而是质变。抽象工厂引入了产品族的概念,那么什么是产品族呢?电脑的外设有键盘和鼠标,小马家里有钱,他使用的是游戏鼠标、机械键盘,属于奢侈设备。小郭家里没有钱,他使用的是联想自带的小鼠标,双飞燕的键盘,属于普通设备。这其中的奢侈设备和普通设备就是产品族。当然产品族也并不是一一对应的,也可以是游戏鼠标配双飞燕键盘,这没有限制。

抽象工厂的定义就是对一组具有相同主题的工厂进行封装。

二、实现

拿最近火爆网吧的绝地求生(Jedi Survival Battle)来做抽象工厂的例子。

头盔接口和两个实现类,分别是一级头和三级头

/**
 * 头盔接口(AbstractProductA)
 */
public interface Helmet {
	//戴上头盔
	void equipage();
}
/**
 * 一级头盔产品类(ProductA1)
 */
public class FirstClassHelmet implements Helmet {
	public void equipage() {
		System.out.println("先捡个一级头戴着");
	}
}
/**
 *	三级盔甲产品类(ProductB2)
 */
public class ThirdClassArmor implements Armor {
	@Override
	public void equipage() {
		System.out.println("捡到了一个三级甲,美滋滋");		
	}
}

盔甲接口和两个实现类,分别是一级甲和三级甲

/**
 * 盔甲接口(AbstractProductB)
 */
public interface Armor {
	//穿上盔甲
	void equipage();
}
/**
 * 一级盔甲产品类(ProductB1)
 */
public class FirstClassArmor implements Armor {
	public void equipage() {
		System.out.println("先捡个一级甲穿着");
	}
}
/**
 *	三级盔甲产品类(ProductB2)
 */
public class ThirdClassArmor implements Armor {
	@Override
	public void equipage() {
		System.out.println("捡到了一个三级甲,美滋滋");		
	}
}

接下来是抽象工厂类

/**
 *	抽象工厂类(AbstractFactory)
 */
public interface EquipmentAbstractFactory {
	Helmet getHelmet();
	Armor getArmor();
}
抽象工厂的两个实现工厂类,分别是豪华装备工厂类和垃圾装备工厂类,各自有不同的实现返回不同的对象。
/**
 * 	奢侈装备实现类
 */
public class LuxuryEquipmentFactory implements EquipmentAbstractFactory {
	@Override
	public Helmet getHelmet() {
		return new ThirdClassHelmet();
	}
	@Override
	public Armor getArmor() {
		return new ThirdClassArmor();
	}
}
/**
 * 	破烂装备实现类
 */
public class TrashEquipmentFactory implements EquipmentAbstractFactory {
	@Override
	public Helmet getHelmet() {
		return new FirstClassHelmet();
	}
	@Override
	public Armor getArmor() {
		return new FirstClassArmor();
	}
}

客户端类

/**
 *	客户端类
 */
public class Client {
	public static void main(String[] args) {
		Helmet helmet = new LuxuryEquipmentFactory().getHelmet();
		Armor armor = new LuxuryEquipmentFactory().getArmor();
		helmet.equipage();
		armor.equipage();
	}
}

输出:捡到了一个三级头,美滋滋
          捡到了一个三级甲,美滋滋

三、UML类图

四、总结

优点:抽象工厂较好地封装了产品族的概念,且产品族工厂只能是抽象工厂,其他两种工厂无法实现

缺点:抽象工厂扩展新增的类非常多,产品接口,产品实现类,工厂实现类。在产品多的情况下,会拥有大量的类。也增加了代码的复杂度。

资源下载链接为: https://pan.quark.cn/s/67c535f75d4c 在机器人技术中,轨迹规划是实现机器人从一个位置平稳高效移动到另一个位置的核心环节。本资源提供了一套基于 MATLAB 的机器人轨迹规划程序,涵盖了关节空间和笛卡尔空间两种规划方式。MATLAB 是一种强大的数值计算与可视化工具,凭借其灵活易用的特点,常被用于机器人控制算法的开发与仿真。 关节空间轨迹规划主要关注机器人各关节角度的变化,生成从初始配置到目标配置的连续路径。其关键知识点包括: 关节变量:指机器人各关节的旋转角度或伸缩长度。 运动学逆解:通过数学方法从末端执行器的目标位置反推关节变量。 路径平滑:确保关节变量轨迹连续且无抖动,常用方法有 S 型曲线拟合、多项式插值等。 速度和加速度限制:考虑关节的实际物理限制,确保轨迹在允许的动态范围内。 碰撞避免:在规划过程中避免关节与其他物体发生碰撞。 笛卡尔空间轨迹规划直接处理机器人末端执行器在工作空间中的位置和姿态变化,涉及以下内容: 工作空间:机器人可到达的所有三维空间点的集合。 路径规划:在工作空间中找到一条从起点到终点的无碰撞路径。 障碍物表示:采用二维或三维网格、Voronoi 图、Octree 等数据结构表示工作空间中的障碍物。 轨迹生成:通过样条曲线、直线插值等方法生成平滑路径。 实时更新:在规划过程中实时检测并避开新出现的障碍物。 在 MATLAB 中实现上述规划方法,可以借助其内置函数和工具箱: 优化工具箱:用于解决运动学逆解和路径规划中的优化问题。 Simulink:可视化建模环境,适合构建和仿真复杂的控制系统。 ODE 求解器:如 ode45,用于求解机器人动力学方程和轨迹执行过程中的运动学问题。 在实际应用中,通常会结合关节空间和笛卡尔空间的规划方法。先在关节空间生成平滑轨迹,再通过运动学正解将关节轨迹转换为笛卡
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