设计模式学习笔记——抽象工厂(Abstract Factory)模式

比眉伴天荒 2022-06-17 01:51 182阅读 0赞

# 设计模式学习笔记——抽象工厂(Abstract Factory)模式 #

@(设计模式)\[设计模式, 设计模式中文名, 设计模式英文名\]

*  设计模式学习笔记抽象工厂Abstract Factory模式
    
     *  基本介绍
     *  抽象工厂案例
        
         *  抽象工厂的框架类
            
             *  Item抽象类
             *  Link抽象类
             *  Tray抽象类
             *  Page抽象类
             *  Factory抽象类
         *  List实现
            
             *  类图
             *  实现代码
                
                 *  ListLink类
                 *  ListTray类
                 *  ListPage类
                 *  ListFactory类
             *  测试类
             *  运行结果
                
                 *  控制台输出
                 *  E盘下网站介绍列表版html的内容
                 *  浏览器中运行结果
         *  Table实现
            
             *  类图
             *  实现代码
                
                 *  TableLink类
                 *  TableTray类
                 *  TablePage类
                 *  TableFactory类
             *  测试类
             *  运行结果
                
                 *  控制台输出
                 *  E盘下网站介绍表格版html的内容
                 *  浏览器中运行结果
     *  抽象工厂模式中的角色
        
         *  AbstractProduct抽象产品
         *  AbstractFactory抽象工厂
         *  Client委托者
         *  ConcreteProduct具体产品
         *  ConcreteFactory具体工厂
         *  类图

## 基本介绍 ##

在抽象工厂模式中不仅有“抽象工厂”，还有”抽象零件”和”抽象产品” 。抽象工厂的工作是将”抽象零件”组装为”抽象产品” 。

在抽象工厂模式中并不关心零件的具体实现，而是只关心接口(`API`)。仅使用该接口(`API`) 将零件组装成为产品。

在模版模式和建造者模式中，子类这一层负责方法的具体实现。在在抽象工厂模式中也是一样的。在子类这一层中有具体的工厂，它负责将具体的零件组装成为具体的产品。

在抽象工厂模式中，我们可以很方便的创建不同种的实现。但是如果要添加新的“零件”确实非常困难的事，要修改所有的实现工厂类。

## 抽象工厂案例 ##

### 抽象工厂的框架类 ###

#### Item抽象类 ####

package com.pc.abstractfactory.example.factory;
    
    /** * HTML中的一项(抽象零件) * Created by Switch on 2017-02-17. */
    public abstract class Item { 
        // 标题
        protected String caption;
    
        /** * 构造方法，传入标题 * * @param caption 标题 */
        public Item(String caption) {
            this.caption = caption;
        }
    
        /** * 创建HTML * * @return HTML格式的字符串 */
        public abstract String makeHTML();
    }

#### Link抽象类 ####

package com.pc.abstractfactory.example.factory;
    
    /** * 链接类(抽象零件) * Created by Switch on 2017-02-17. */
    public abstract class Link extends Item { 
        // url
        protected String url;
    
    
        /** * 构造方法，传入标题和URL * * @param caption 标题 * @param url url */
        public Link(String caption, String url) {
            super(caption);
            this.url = url;
        }
    }

#### Tray抽象类 ####

package com.pc.abstractfactory.example.factory;
    
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.List;
    
    /** * 存放多个HTML项(抽象零件) * Created by Switch on 2017-02-17. */
    public abstract class Tray extends Item { 
        // HTML项列表
        protected List<Item> items = new ArrayList<>();
    
        /** * 构造方法，传入标题 * * @param caption 标题 */
        public Tray(String caption) {
            super(caption);
        }
    
        /** * 添加HTML项 * * @param item HTML项 */
        public void add(Item item) {
            this.items.add(item);
        }
    }

#### Page抽象类 ####

package com.pc.abstractfactory.example.factory;
    
    import java.io.FileWriter;
    import java.io.Writer;
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.List;
    
    /** * 页面类(抽象产品) * Created by Switch on 2017-02-17. */
    public abstract class Page { 
        // 标题
        protected String title;
        // 作者
        protected String author;
        // 页面内容列表
        protected List<Item> items = new ArrayList<>();
    
        /** * 构造方法，传入标题和作者 * * @param title 标题 * @param author 作者 */
        public Page(String title, String author) {
            this.title = title;
            this.author = author;
        }
    
        /** * 添加HTML项到内容给列表 * * @param item HTML项 */
        public void add(Item item) {
            this.items.add(item);
        }
    
        public void output() {
            try {
                // 创建文件，并使用makeHTML将内容输出到文件中
                String filename = title + ".html";
                Writer writer = new FileWriter("E:\\" + filename);
                writer.write(this.makeHTML());
                writer.close();
                System.out.println(filename + "已编写完成。");
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    
        /** * 创建HTML * * @return HTML格式的字符串 */
        public abstract String makeHTML();
    
    }

#### Factory抽象类 ####

package com.pc.abstractfactory.example.factory;
    
    /** * 抽象工厂类 * Created by Switch on 2017-02-17. */
    public abstract class Factory { 
        /** * 获取工厂 * * @param className 全限定符的类名 * @return 工厂对象 */
        public static Factory getFactory(String className) {
            Factory factory = null;
            try {
                factory = (Factory) Class.forName(className).newInstance();
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return factory;
        }
    
        /** * 创建链接 * * @param caption 标题 * @param url url * @return 链接对象 */
        public abstract Link createLink(String caption, String url);
    
        /** * 创建Tray * * @param caption 标题 * @return Tray对象 */
        public abstract Tray createTray(String caption);
    
        /** * 创建页面 * * @param title 标题 * @param author 作者 * @return 页面对象 */
        public abstract Page createPage(String title, String author);
    
    }

### List实现 ###

#### 类图 ####

![抽象工厂案例类图1][1]

#### 实现代码 ####

##### ListLink类 #####

package com.pc.abstractfactory.example.listfactory;
    
    import com.pc.abstractfactory.example.factory.Link;
    
    /** * 列表链接类 * Created by Switch on 2017-02-17. */
    public class ListLink extends Link { 
        /** * 构造方法，传入标题和URL * * @param caption 标题 * @param url url */
        public ListLink(String caption, String url) {
            super(caption, url);
        }
    
        @Override
        public String makeHTML() {
            return "<li><a href='" + super.url + "'>" + super.caption + "</a></li>\n";
        }
    }

##### ListTray类 #####

package com.pc.abstractfactory.example.listfactory;
    
    import com.pc.abstractfactory.example.factory.Item;
    import com.pc.abstractfactory.example.factory.Tray;
    
    /** * 列表Tray类 * Created by Switch on 2017-02-17. */
    public class ListTray extends Tray { 
        /** * 构造方法，传入标题 * * @param caption 标题 */
        public ListTray(String caption) {
            super(caption);
        }
    
        @Override
        public String makeHTML() {
            // 创建StringBuilder对象
            StringBuilder builder = new StringBuilder();
            // 将HTML暂存至StringBuilder对象
            builder.append("<li>\n");
            builder.append(super.caption + "\n");
            builder.append("<ul>\n");
            for (Item item : items) {
                builder.append(item.makeHTML());
            }
            builder.append("</ul>\n");
            builder.append("</li>\n");
            // 转化为String
            return builder.toString();
        }
    }

##### ListPage类 #####

package com.pc.abstractfactory.example.listfactory;
    
    import com.pc.abstractfactory.example.factory.Item;
    import com.pc.abstractfactory.example.factory.Page;
    
    /** * 列表页面类 * Created by Switch on 2017-02-17. */
    public class ListPage extends Page { 
        /** * 构造方法，传入标题和作者 * * @param title 标题 * @param author 作者 */
        public ListPage(String title, String author) {
            super(title, author);
        }
    
        @Override
        public String makeHTML() {
            // 创建StringBuilder对象
            StringBuilder builder = new StringBuilder();
    
            builder.append("<html><head><title>" + super.title + "</title>\n");
            builder.append("<meta charset='utf-8'/>\n");
            builder.append("</head>\n");
            builder.append("<body>\n");
            builder.append("<h1>" + super.title + "</h1>\n");
            builder.append("<ul>\n");
            for (Item item : items) {
                builder.append(item.makeHTML());
            }
            builder.append("</ul>\n");
            builder.append("<hr/><address>" + this.author + "</address>\n");
            builder.append("</body></html>\n");
    
            // 转化为String
            return builder.toString();
        }
    }

##### ListFactory类 #####

package com.pc.abstractfactory.example.listfactory;
    
    import com.pc.abstractfactory.example.factory.Factory;
    import com.pc.abstractfactory.example.factory.Link;
    import com.pc.abstractfactory.example.factory.Page;
    import com.pc.abstractfactory.example.factory.Tray;
    
    /** * Created by Switch on 2017-02-17. */
    public class ListFactory extends Factory { 
    
        @Override
        public Link createLink(String caption, String url) {
            return new ListLink(caption, url);
        }
    
        @Override
        public Tray createTray(String caption) {
            return new ListTray(caption);
        }
    
        @Override
        public Page createPage(String title, String author) {
            return new ListPage(title, author);
        }
    }

#### 测试类 ####

package com.pc.abstractfactory.example.listfactory.test;
    
    import com.pc.abstractfactory.example.factory.Factory;
    import com.pc.abstractfactory.example.factory.Link;
    import com.pc.abstractfactory.example.factory.Page;
    import com.pc.abstractfactory.example.factory.Tray;
    import org.junit.Test;
    
    /** * 测试ListFactory * Created by Switch on 2017-02-17. */
    public class ListFactoryTest { 
    
        @Test
        public void testListFactory() {
            Factory factory = Factory.getFactory("com.pc.abstractfactory.example.listfactory.ListFactory");
    
            Link blog = factory.createLink("博客", "http://blog.csdn.net/q547550831");
            Link github = factory.createLink("Github", "http://www.github.com/Switch-vov");
    
            Tray mySite = factory.createTray("个人网站");
            mySite.add(blog);
            mySite.add(github);
    
            Link alibaba = factory.createLink("Alibaba", "http://www.alibaba.com");
            Link baidu = factory.createLink("Baidu", "http://www.baidu.com");
    
            Tray portal = factory.createTray("大型网站");
            portal.add(alibaba);
            portal.add(baidu);
    
            Page page = factory.createPage("网站介绍(列表版)", "Switch");
            page.add(mySite);
            page.add(portal);
    
            page.output();
        }
    }

#### 运行结果 ####

##### 控制台输出 #####

网站介绍(列表版).html已编写完成。

##### E盘下网站介绍(列表版).html的内容 #####

<html><head><title>网站介绍(列表版)</title>
    <meta charset='utf-8'/>
    </head>
    <body>
    <h1>网站介绍(列表版)</h1>
    <ul>
    <li>
    个人网站
    <ul>
    <li><a href='http://blog.csdn.net/q547550831'>博客</a></li>
    <li><a href='http://www.github.com/Switch-vov'>Github</a></li>
    </ul>
    </li>
    <li>
    大型网站
    <ul>
    <li><a href='http://www.alibaba.com'>Alibaba</a></li>
    <li><a href='http://www.baidu.com'>Baidu</a></li>
    </ul>
    </li>
    </ul>
    <hr/><address>Switch</address>
    </body></html>

##### 浏览器中运行结果 #####

![这里写图片描述][SouthEast]

### Table实现 ###

#### 类图 ####

![抽象工厂案例类图2][2]

#### 实现代码 ####

##### TableLink类 #####

package com.pc.abstractfactory.example.tablefactory;
    
    import com.pc.abstractfactory.example.factory.Link;
    
    /** * 表格链接类 * Created by Switch on 2017-02-17. */
    public class TableLink extends Link { 
        /** * 构造方法，传入标题和URL * * @param caption 标题 * @param url url */
        public TableLink(String caption, String url) {
            super(caption, url);
        }
    
        @Override
        public String makeHTML() {
            return "<td><a href='" + super.url + "'>" + super.caption + "</a></td>";
        }
    }

##### TableTray类 #####

package com.pc.abstractfactory.example.tablefactory;
    
    import com.pc.abstractfactory.example.factory.Item;
    import com.pc.abstractfactory.example.factory.Tray;
    
    /** * 表格Tray类 * Created by Switch on 2017-02-17. */
    public class TableTray extends Tray { 
        /** * 构造方法，传入标题 * * @param caption 标题 */
        public TableTray(String caption) {
            super(caption);
        }
    
        @Override
        public String makeHTML() {
            // 创建StringBuilder对象
            StringBuilder builder = new StringBuilder();
    
            // 将HTML暂存至StringBuilder对象
            builder.append("<td>");
            builder.append("<table width='100%' border='l'><tr>");
            builder.append("<td bgcolor='#cccccc' align='center' colspan='" + super.items.size() + "'><b>" + caption + "</b></td>");
            builder.append("</tr>\n");
            builder.append("<tr>\n");
            for (Item item : items) {
                builder.append(item.makeHTML());
            }
            builder.append("</tr></table>");
            builder.append("</td>");
    
            // 转化为String
            return builder.toString();
        }
    }

##### TablePage类 #####

package com.pc.abstractfactory.example.tablefactory;
    
    import com.pc.abstractfactory.example.factory.Item;
    import com.pc.abstractfactory.example.factory.Page;
    
    /** * 表格页面类 * Created by Switch on 2017-02-17. */
    public class TablePage extends Page { 
        /** * 构造方法，传入标题和作者 * * @param title 标题 * @param author 作者 */
        public TablePage(String title, String author) {
            super(title, author);
        }
    
        @Override
        public String makeHTML() {
            // 创建StringBuilder对象
            StringBuilder builder = new StringBuilder();
    
            builder.append("<html><head><title>" + super.title + "</title>\n");
            builder.append("<meta charset='utf-8'/>\n");
            builder.append("</head>\n");
            builder.append("<body>\n");
            builder.append("<h1>" + super.title + "</h1>\n");
            builder.append("<table width='80%' border='3'>\n");
            for (Item item : items) {
                builder.append(item.makeHTML());
            }
            builder.append("</table>\n");
            builder.append("<hr/><address>" + this.author + "</address>\n");
            builder.append("</body></html>\n");
    
            // 转化为String
            return builder.toString();
        }
    }

##### TableFactory类 #####

package com.pc.abstractfactory.example.tablefactory;
    
    import com.pc.abstractfactory.example.factory.Factory;
    import com.pc.abstractfactory.example.factory.Link;
    import com.pc.abstractfactory.example.factory.Page;
    import com.pc.abstractfactory.example.factory.Tray;
    
    /** * 表格工厂类 * Created by Switch on 2017-02-17. */
    public class TableFactory extends Factory { 
        @Override
        public Link createLink(String caption, String url) {
            return new TableLink(caption, url);
        }
    
        @Override
        public Tray createTray(String caption) {
            return new TableTray(caption);
        }
    
        @Override
        public Page createPage(String title, String author) {
            return new TablePage(title, author);
        }
    }

#### 测试类 ####

package com.pc.abstractfactory.example.tablefactory.test;
    
    import com.pc.abstractfactory.example.factory.Factory;
    import com.pc.abstractfactory.example.factory.Link;
    import com.pc.abstractfactory.example.factory.Page;
    import com.pc.abstractfactory.example.factory.Tray;
    import org.junit.Test;
    
    /** * TableFactory Tester. * * @author Switch * @version 1.0 */
    public class TableFactoryTest { 
        @Test
        public void testTableFactory() {
            Factory factory = Factory.getFactory("com.pc.abstractfactory.example.tablefactory.TableFactory");
    
            Link blog = factory.createLink("博客", "http://blog.csdn.net/q547550831");
            Link github = factory.createLink("Github", "http://www.github.com/Switch-vov");
    
            Tray mySite = factory.createTray("个人网站");
            mySite.add(blog);
            mySite.add(github);
    
            Link alibaba = factory.createLink("Alibaba", "http://www.alibaba.com");
            Link baidu = factory.createLink("Baidu", "http://www.baidu.com");
    
            Tray portal = factory.createTray("大型网站");
            portal.add(alibaba);
            portal.add(baidu);
    
            Page page = factory.createPage("网站介绍(表格版)", "Switch");
            page.add(mySite);
            page.add(portal);
    
            page.output();
        }
    }

#### 运行结果 ####

##### 控制台输出 #####

网站介绍(表格版).html已编写完成。

##### E盘下网站介绍(表格版).html的内容 #####

<html><head><title>网站介绍(表格版)</title>
    <meta charset='utf-8'/>
    </head>
    <body>
    <h1>网站介绍(表格版)</h1>
    <table width='80%' border='3'>
    <td><table width='100%' border='l'><tr><td bgcolor='#cccccc' align='center' colspan='2'><b>个人网站</b></td></tr>
    <tr>
    <td><a href='http://blog.csdn.net/q547550831'>博客</a></td><td><a href='http://www.github.com/Switch-vov'>Github</a></td></tr></table></td><td><table width='100%' border='l'><tr><td bgcolor='#cccccc' align='center' colspan='2'><b>大型网站</b></td></tr>
    <tr>
    <td><a href='http://www.alibaba.com'>Alibaba</a></td><td><a href='http://www.baidu.com'>Baidu</a></td></tr></table></td></table>
    <hr/><address>Switch</address>
    </body></html>

##### 浏览器中运行结果 #####

![这里写图片描述][SouthEast 1]

## 抽象工厂模式中的角色 ##

### AbstractProduct(抽象产品) ###

`AbstractProduct`角色负责定义`AbstractProduct`角色所生成的抽象零件和产品的接口(`API`)。在案例中，由`Link`类、`Tray` 类和`Page`类扮演此角色。

### AbstractFactory(抽象工厂) ###

`AbstractFactory`角色负责定义用于生成抽象产品的接口( `API`)。在案例中，由`Factory`类扮演此角色。

### Client(委托者) ###

`Client`角色仅会调用`AbstractFactory`角色和`AbstractProduct`角色的接口(`API`)来进行工作，对于具体的零件、产品和工厂一无所知。在案例中，由测试类扮演此角色。类图中省略了`Client`这一角色。

### ConcreteProduct(具体产品) ###

`ConcreteProduct`角色负责实现`AbstractProduct`角色的接口(`API`)。在案例中，由以下包中的以下类扮演此角色。

*  `listfactory`包：`ListLink`类、`ListTray`类和`ListPage`类
 *  `tablefactory`包：`TableLink`类、`TableTray`类和`TablePage`类

### ConcreteFactory(具体工厂) ###

`ConcreteFactory`角色负责实现`AbstractFactory`角色的接口(`API`)。在案例中，由以下包中的以下类扮演此角色。

*  `listfactory`包：`ListFactory`类
 *  `tablefactory`包：`TableFactory`类

### 类图 ###

![抽象工厂模式类图][SouthEast 2]

GitHub：[DesignPatternStudy][]

——————参考《图解设计模式》

[1]: /images/20220617/e18fed270db64267894dad9fc3ad0f40.png
[SouthEast]: /images/20220617/610a775ae5b0462eaa24d8bd27c2e00a.png
[2]: /images/20220617/c73dbef27b174a158e80c53d955f980c.png
[SouthEast 1]: /images/20220617/a20f03e255614999a2558c4f752fec2b.png
[SouthEast 2]: /images/20220617/cb9c4beb44474c5faf01de2c36a1c4a4.png
[DesignPatternStudy]: https://github.com/Switch-vov/DesignPatternStudy