Java与设计模式-抽象工厂模式

最新推荐文章于 2020-04-03 22:15:59 发布

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本文详细介绍抽象工厂模式在软件设计中的应用，通过组装不同配置的电脑实例，展示了如何使用抽象工厂模式来灵活应对产品线的变化。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

首先说明，文章较长，保证你有耐心看完肯定能懂，没耐心直接点×即可。

抽象工厂模式，是创建型设计模式之一。抽象型工厂模式适合产品确定，产品线不确定的类型，怎么讲？通过一个具体例子来讲一下吧。例如某电脑厂商要生产电脑，也就是电脑这个产品确定，而电脑配置不确定，这种情况可以用抽象工厂模式来解决。类图如图所示：

代码实现完全结合UML类图，结合图就可以完成系统创建。

本实例里是抽象类ComputerFactory（对应UML类图中的AbstractFactory）：

package com.factory.demo;

public abstract class ComputerFactory {
	public abstract CPU createCPU();
	public abstract MainBoard createMainBoard();
	public abstract RAM createRAM();

}

有三个方法，生产CPU,生产主板和生产内存。

产品抽象接口，CPU（对应UML类图中的ProductA）：

package com.factory.demo;

public interface CPU {

	void cpu();
}

产品抽象接口，主板（对应UML类图中的ProductB）：

package com.factory.demo;

public interface MainBoard  {
	 void mainboard(); 
}

产品抽象接口，内存（（对应UML类图中的ProductC））：

package com.factory.demo;

public interface RAM {

	void ram();
}

下面是具体产品，CPU的I3（对应UML类图中的ProductA1）：

package com.factory.demo;

public class I3CPU implements CPU {

	public void cpu() {
		System.out.println("i3处理器");

	}

}

具体产品，CPU的I5（对应UML类图中的ProductA2）：

package com.factory.demo;

public class I5CPU implements CPU {

	public void cpu() {
		System.out.println("i5处理器");

	}

}

具体产品，主板联想主板（对应UML类图中的ProductB1）：

package com.factory.demo;

public class LenovoMainBoard implements MainBoard {

	@Override
	public void mainboard() {
		System.out.println("华硕主板");

	}

}

具体产品，主板华硕主板（对应UML类图中的ProductB2）：

package com.factory.demo;

public class ASUSMainBoard implements MainBoard {

	@Override
	public void mainboard() {
		System.out.println("联想主板");

	}

}

具体产品内存三星内存（对应UML类图中的ProductC1）：

package com.factory.demo;

public class SamsungRAM implements RAM {

	public void ram() {
		System.out.println("三星内存");

	}

}

具体产品，内存金士顿内存（对应UML类图中的ProductC2）：

package com.factory.demo;

public class KingStoneRAM implements RAM {

	public void ram() {
		System.out.println("金士顿内存");

	}

}

具体工厂类1，Computer1继承抽象工厂类（对应UML类图中的Factory1）：

package com.factory.demo;

public class Computer1 extends ComputerFactory {
	/**
	 * 组装电脑1，用的i3处理器、联想的主板和三星的内存
	 * @return
	 */

	@Override
	public CPU createCPU() {
		return new I3CPU();
	}

	@Override
	public MainBoard createMainBoard() {
		return new LenovoMainBoard();
	}

	@Override
	public RAM createRAM() {
		return new SamsungRAM();
	}



}

具体工厂类2，Computer2继承抽象工厂类（对应UML类图中的Factory2）：

package com.factory.demo;

public class Computer2 extends ComputerFactory {
	/**
	 * 组装电脑2，用的i5处理器、华硕的主板和金士顿的内存
	 * @return
	 */

	@Override
	public CPU createCPU() {
		return new I5CPU();
	}

	@Override
	public MainBoard createMainBoard() {
		return new ASUSMainBoard();
	}

	@Override
	public RAM createRAM() {
		return new KingStoneRAM();
	}


}

这时创建一个测试类：

package com.factory.demo;

public class TestFactory {

	public static void main(String[] args) {
		//电脑1
		ComputerFactory computer1=new Computer1();
		System.out.println("组装产品类型1：");
		computer1.createCPU().cpu();
		computer1.createMainBoard().mainboard();
		computer1.createRAM().ram();
		
		//电脑2
		ComputerFactory computer2=new Computer2();
		System.out.println("组装产品类型2：");
		computer2.createCPU().cpu();
		computer2.createMainBoard().mainboard();
		computer2.createRAM().ram();
		
	

	}

}

运行测试类：

总结一下：上面每一个类或接口都对应了UML类图中的每一个元素，可以参照UML类图构建系统。本系统好处是分离了接口和实现，实现产品下种类切换时十分灵活容易（也就是再制作一条产品Computer3的生产线很容易）。缺点也是显而易见，会造成类爆炸性增长可以参照下图：

还有一个缺点就是不容易增加其他产品类，增加一个产品类就需要修改抽象工厂，那么所有具体工厂类也必须被修改。

下面我们看一下如何增加一条Computer3的生产线：

Computer3的配置是i7 CPU+华硕主板+金士顿内存。这时我们首先要实现一个i7的CPU（对应UML类图中的ProductA3）：

package com.factory.demo;

public class I7CPU implements CPU {

	public void cpu() {
		System.out.println("i7处理器");

	}

}

然后是具体工厂类3，Computer3继承抽象工厂类（对应UML类图中的Factory3）：

package com.factory.demo;

public class Computer3 extends ComputerFactory {
	/**
	 * 组装电脑3，i7 CPU+华硕主板+金士顿内存
	 * @return
	 */

	@Override
	public CPU createCPU() {
		return new I7CPU();
	}

	@Override
	public MainBoard createMainBoard() {
		return new ASUSMainBoard();
	}

	@Override
	public RAM createRAM() {
		return new KingStoneRAM();
	}


}

测试类增加Computer3的代码，增加后如下：

package com.factory.demo;

public class TestFactory {

	public static void main(String[] args) {
		//电脑1
		ComputerFactory computer1=new Computer1();
		System.out.println("组装产品类型1：");
		computer1.createCPU().cpu();
		computer1.createMainBoard().mainboard();
		computer1.createRAM().ram();
		
		//电脑2
		ComputerFactory computer2=new Computer2();
		System.out.println("组装产品类型2：");
		computer2.createCPU().cpu();
		computer2.createMainBoard().mainboard();
		computer2.createRAM().ram();
		
		//电脑3
		ComputerFactory computer3=new Computer3();
		System.out.println("组装产品类型3：");
		computer3.createCPU().cpu();
		computer3.createMainBoard().mainboard();
		computer3.createRAM().ram();

	}

}

运行实例如下：