设计模式系列4-抽象工厂模式

本文介绍了设计模式中的抽象工厂模式,详细解释了其概念、应用场景及实现方式,并通过Java代码示例展示了如何创建一系列相关或相互依赖的对象。

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设计模式系列4-抽象工厂模式

前言:

前一节讲了单例模式,这节我们讲23种设计模式之抽象工厂模式。

什么是抽象工厂模式?

1.抽象工厂模式: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。(最初的定义出现于《设计模式》(Addison-Wesley, 1994)).
2.抽象工厂与工厂方法:抽象工厂与工厂方法模式在许多方面都非常相似。很多人常常搞不清楚应该在什么时候用哪一个,两个模式都用于相同的目的:创建对象而不让客户端知晓返回了什么确切的具体对象。
抽象工厂工厂方法
通过对象组合创建抽象产品通过类继承创建抽象产品
创建多系列产品创建一种产品
必须修改父类的接口才能支持新的产品子类化创建者并重载工厂方法以创建新产品
3.软件设计的黄金法则:变动需要抽象。

何时使用抽象工厂模式?

1:如果希望一个系统独立于它的产品的创建,组合和表示的时候,换句话说,希望一个系统只是知道产品的接口,而不关心实现的时候
2:如果一个系统要由多个产品系列中的一个来配置的时候,换句话说,就是可以动态的切换产品簇的时候
3:如果要强调一系列相关产品的接口,以便联合使用它们的时候

抽象工厂的实现:

1.抽象工厂在Java中的实现
1.抽象产品类A的实现:
public abstract class AbstractProductA {	
	//每个产品共有的方法
	public void sharedMethod() {
		
	}
	
	//每个产品相同方法,不同实现
	public abstract void doSomething();
}

2.抽象产品类B的实现:
public abstract class AbstractProductB {
	//每个产品共有的方法
	public void sharedMethod() {
		
	}
	
	//每个产品相同方法,不同实现
	public abstract void doSomething();
}

3.具体产品类A1的实现:
public class ProductA1 extends AbstractProductA {
	public void doSomething() {
		System.out.println("产品A1的实现方法");
	}
}

4.具体产品类A2的实现
public class ProductA2 extends AbstractProductA {
	
	public void doSomething() {
		System.out.println("产品A2的实现方法");
	}
}

5.具体产品类B1,B2的实现同A1,A2

6.抽象工厂类的实现:(抽象工厂AbstractFactory类定义了每个具体工厂要实现的功能,此抽象工厂定义了两个产品家族的产品创建方法)
public abstract class AbstractFactory {
	
	//创建A产品家族
	public abstract AbstractProductA createProductA();
	
	//创建B产品家族
	public abstract AbstractProductB createProductB();
}
注:有N个产品家族,在抽象工厂中就有N个创建方法

7.创建产品则是由具体工厂实现的
等级1产品的实现:
public class Factory1 extends AbstractFactory {
	//只生产产品等级为1的A产品
	@Override
	public AbstractProductA createProductA() {
		return new ProductA1();
	}

	//只生产产品等级为1的B产品
	@Override
	public AbstractProductB createProductB() {
		return new ProductB1();
	}
}

等级2产品的实现:
public class Factory2 extends AbstractFactory {

	//只生产产品等级为2的A产品
	@Override
	public AbstractProductA createProductA() {
		return new ProductA2();
	}

	//只生产产品等级为2的B产品
	@Override
	public AbstractProductB createProductB() {
		return new ProductB2();
	}
}

8.具体的调用:
//定义出两个工厂
AbstractFactory creator1 = new Factory1();
AbstractFactory creator2 = new Factory2();
		 
//产生A1对象
AbstractProductA a1 = creator1.createProductA();
		 
//产生A2对象
AbstractProductA a2 = creator2.createProductA();
		 
//产生B1对象
AbstractProductB b1 = creator1.createProductB();
		 
//产生B2对象
AbstractProductB b2 = creator2.createProductB();


抽象工厂模式demo下载:http://download.youkuaiyun.com/download/yanglei_java/6369201

### 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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