抽象工厂模式

小灰灰 2020-06-13 05:33 638阅读 0赞

抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）是围绕一个超级工厂创建其他工厂。该超级工厂又称为其他工厂的工厂。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。

在抽象工厂模式中，接口是负责创建一个相关对象的工厂，不需要显式指定它们的类。每个生成的工厂都能按照工厂模式提供对象。

### 介绍 ###

**意图**：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。

**主要解决**：主要解决接口选择的问题。

**何时使用**：系统的产品有多于一个的产品族，而系统只消费其中某一族的产品。

**如何解决**：在一个产品族里面，定义多个产品。

**关键代码**：在一个工厂里聚合多个同类产品。

**应用实例**：工作了，为了参加一些聚会，肯定有两套或多套衣服吧，比如说有商务装（成套，一系列具体产品）、时尚装（成套，一系列具体产品），甚至对于一个家庭来说，可能有商务女装、商务男装、时尚女装、时尚男装，这些也都是成套的，即一系列具体产品。假设一种情况（现实中是不存在的，要不然，没法进入共产主义了，但有利于说明抽象工厂模式），在您的家中，某一个衣柜（具体工厂）只能存放某一种这样的衣服（成套，一系列具体产品），每次拿这种成套的衣服时也自然要从这个衣柜中取出了。用 OOP 的思想去理解，所有的衣柜（具体工厂）都是衣柜类的（抽象工厂）某一个，而每一件成套的衣服又包括具体的上衣（某一具体产品），裤子（某一具体产品），这些具体的上衣其实也都是上衣（抽象产品），具体的裤子也都是裤子（另一个抽象产品）。

**优点**：当一个产品族中的多个对象被设计成一起工作时，它能保证客户端始终只使用同一个产品族中的对象。

**缺点**：产品族扩展非常困难，要增加一个系列的某一产品，既要在抽象的 Creator 里加代码，又要在具体的里面加代码。

**使用场景** ：1、QQ 换皮肤，一整套一起换。 2、生成不同操作系统的程序。

**注意事项**：产品族难扩展，产品等级易扩展。

### 实现 ###

我们将创建 *Shape* 和 *Color* 接口和实现这些接口的实体类。下一步是创建抽象工厂类 *AbstractFactory*。接着定义工厂类 *ShapeFactory* 和 *ColorFactory*，这两个工厂类都是扩展了 *AbstractFactory*。然后创建一个工厂创造器/生成器类 *FactoryProducer*。

*AbstractFactoryPatternDemo*，我们的演示类使用 *FactoryProducer* 来获取 *AbstractFactory* 对象。它将向 *AbstractFactory* 传递形状信息 *Shape*（*CIRCLE / RECTANGLE / SQUARE*），以便获取它所需对象的类型。同时它还向 *AbstractFactory* 传递颜色信息 *Color*（*RED / GREEN / BLUE*），以便获取它所需对象的类型。  
![抽象工厂模式][format_png]

#### 步骤 1 ####

为形状创建一个接口。

*Shape.java*

public interface Shape {
        void draw();
    }

#### 步骤 2 ####

创建实现接口的实体类。

*Rectangle.java*

public class Rectangle implements Shape {
        @Override
        public void draw() {
            System.out.println("Inside Rectangle::draw() method.");
        }
    }

*Square.java*

public class Square implements Shape {
        @Override
        public void draw() {
            System.out.println("Inside Square::draw() method.");
        }
    }

*Circle.java*

public class Circle implements Shape {
        @Override
        public void draw() {
            System.out.println("Inside Circle::draw() method.");
        }
    }

#### 步骤 3 ####

为颜色创建一个接口。

*Color.java*

public interface Color {
        void fill();
    }

#### 步骤4 ####

创建实现接口的实体类。

*Red.java*

public class Red implements Color {
        @Override
        public void fill() {
            System.out.println("Inside Red::fille() method.");
        }
    }

*Green.java*

public class Green implements Color {
        @Override
        public void fill() {
            System.out.println("Inside Green::fille() method.");
        }
    }

*Blue.java*

public class Blue implements Color {
        @Override
        public void fill() {
            System.out.println("Inside Blue::fille() method.");
        }
    }

#### 步骤 5 ####

为 Color 和 Shape 对象创建抽象类来获取工厂。

*AbstractFactory.java*

public abstract class AbstractFactory {
        abstract Shape getShape(String shape);
        abstract Color getColor(String color);
    }

#### 步骤 6 ####

创建扩展了 AbstractFactory 的工厂类，基于给定的信息生成实体类的对象。

*ShapeFactory.java*

public class ShapeFactory extends AbstractFactory {
    
        @Override
        Shape getShape(String shape) {
            if (shape == null) {
                return null;
            }
    
            shape = shape.toLowerCase();
    
            switch (shape) {
                case "circle":
                    return new Circle();
                case "rectangle":
                    return new Rectangle();
                case "square":
                    return new Square();
                default:
                    return null;
            }
    
        }
    
        @Override
        Color getColor(String color) {
            return null;
        }
    
    }

*ColorFactory.java*

public class ColorFactory extends AbstractFactory {
    
        @Override
        Shape getShape(String shape) {
            return null;
        }
    
        @Override
        Color getColor(String color) {
            if (color == null) {
                return null;
            }
    
            color = color.toLowerCase();
            switch (color) {
                case "red":
                    return new Red();
                case "blue":
                    return new Blue();
                case "green":
                    return new Green();
                default:
                    return null;
            }
        }
    
    }

#### 步骤 7 ####

创建一个工厂创造器/生成器类，通过传递形状或颜色信息来获取工厂。

*FactoryProducer.java*

public class FactoryProducer {
    
        public static AbstractFactory getFactory(String choice) {
            if (choice == null) {
                return null;
            }
    
            if ("shape".equalsIgnoreCase(choice)) {
                return new ShapeFactory();
            } else if ("color".equalsIgnoreCase(choice)) {
                return new ColorFactory();
            } else {
                return null;
            }
        }
    
    }

#### 步骤 8 ####

使用 FactoryProducer 来获取 AbstractFactory，通过传递类型信息来获取实体类的对象。

*AbstractFactoryPatternDemo.java*

public class AbstractFactoryDemo {
    
        public static void main(String[] args) {
            //获取形状工厂
            AbstractFactory shapeFactory = FactoryProducer.getFactory("SHAPE");
    
            //获取形状为 Circle 的对象
            Shape shape1 = shapeFactory.getShape("CIRCLE");
            //调用 Circle 的 draw 方法
            shape1.draw();
    
            //获取形状为 Rectangle 的对象
            Shape shape2 = shapeFactory.getShape("RECTANGLE");
            //调用 Rectangle 的 draw 方法
            shape2.draw();
    
            //获取形状为 Square 的对象
            Shape shape3 = shapeFactory.getShape("SQUARE");
            shape3.draw();
    
            //获取颜色工厂
            AbstractFactory colorFactory = FactoryProducer.getFactory("COLOR");
    
            //获取颜色为 Red 的对象
            Color color1 = colorFactory.getColor("RED");
            //调用 Red 的 fill 方法
            color1.fill();
    
            //获取颜色为 Green 的对象
            Color color2 = colorFactory.getColor("Green");
            //调用 Green 的 fill 方法
            color2.fill();
    
            //获取颜色为 Blue 的对象
            Color color3 = colorFactory.getColor("BLUE");
            //调用 Blue 的 fill 方法
            color3.fill();
        }
    
    }

#### 步骤 9 ####

验证输出。

Inside Circle::draw() method.
    Inside Rectangle::draw() method.
    Inside Square::draw() method.
    Inside Red::fill() method.
    Inside Green::fill() method.
    Inside Blue::fill() method.

[format_png]: /images/1592026395212.jpg