《Head first设计模式》学习笔记 – 抽象工厂模式

迷南。 2022-07-12 11:59 165阅读 0赞

抽象工厂模式提供一个接口，用于创建相关或依赖对象的家族，而不需要明确指定具体类。

确保原料的一致

披萨店成功的关键在于新鲜、高质量的原料。要如何确保每家加盟店使用高质量的原料？你打算建造一家生成原料的工厂，并将原料运送到各家加盟店。对于这个做法，现在还剩下一个问题：加盟店坐落在不同的区域，纽约的红酱料和芝加哥的红酱料是不一样的。加盟店之间有相同的产品家族（意式腊肠、酱料、芝士、蔬菜等等），但是制作方式根据区域的不同而有差异。所以对于纽约和芝加哥，你准备了两组不同的原料。假如不久之后加州就有加盟店了，到时候是不是又需要一组新的原料？

建造原料工厂

现在，我们要建造一个工厂来生产原料，这个工厂将负责创建原料家族中的每一种原料。也就是说，工厂将需要生产面团、酱料、芝士等。

开始先为工厂定义一个接口，这个接口负责创建所有的原料：

> public interface PizzaIngredientFactory \{ 
> 
>     // 在接口中，每个原料都有一个对应的方法创建该原料
> 
>     public Dough createDough();
> 
>     public Sauce createSauce();
> 
>     public Cheese createCheese();
> 
>     public Veggies\[\] createVeggies();
> 
>     public Pepperoni createPepperoni();
> 
>     public Clams createClams();
> 
> \}

现在要做的事情是：

1. 为每个区域建造一个工厂。你需要创建一个继承自PizzaIngredientFactory的子类来实现每一个创建方法；

2. 实现一组原料类供工厂使用，例如ReggianoCheese、RedPeppers、ThickCrustDough。这些类可以在合适的区域间共享；

3. 然后你需要将一切组织起来，将新的原料工厂整合进旧的PizzaStore代码中。

创建纽约原料工厂

这是纽约原料工厂的实现。这工厂专精于大蒜番茄酱料、Reggiano干酪、新鲜蛤蜊。

> public class NYPizzaIngredientFactory implements PizzaIngredientFactory \{ 
> 
>     // 对于原料家族内的每一种原料，我们都提供了纽约的版本
> 
>     @Override
> 
>     public Dough createDough() \{ 
> 
>         return new ThinCrushDough();
> 
>     \}
> 
>  
> 
>     @Override
> 
>     public Sauce createSauce() \{ 
> 
>         return new MarinaraSauce();
> 
>     \}
> 
>  
> 
>     @Override
> 
>     public Cheese createCheese() \{ 
> 
>         return new ReggianoCheese();
> 
>     \}
> 
>  
> 
>     @Override
> 
>     public Veggies\[\] createVeggies() \{ 
> 
>         Veggies veggies\[\] = \{new Garlic(), new Onion(), new Mushroom(), new RedPepper()\};
> 
>         return veggies;
> 
>     \}
> 
>  
> 
>     @Override
> 
>     public Pepperoni createPepperoni() \{ 
> 
>         // 这是切片的意式腊肠，纽约和芝加哥都会用到它
> 
>         return new SlicedPepperoni();
> 
>     \}
> 
>  
> 
>     @Override
> 
>     public Clams createClams() \{ 
> 
>         // 纽约靠海，所以有新鲜的蛤蜊。芝加哥就必须使用冷冻的蛤蜊
> 
>         return new FreshClams();
> 
>     \}
> 
> \}

重做披萨

工厂已经一切就绪，准备生成高质量原料了。现在我们只需要重做披萨，好让它们只使用工厂生产出来的原料。我们先从抽象的Pizza类开始：

> public abstract class Pizza \{ 
> 
>     String name;
> 
>     // 每个披萨都持有一组在准备时会用到的原料
> 
>     Dough dough;
> 
>     Sauce sauce;
> 
>     Veggies veggies\[\];
> 
>     Cheese cheese;
> 
>     Pepperoni pepperoni;
> 
>     Clams clams;
> 
>  
> 
>     // 现在把prepare()方法声明成抽象。在这个方法中，我们需要收集披萨所需的原料，而这些原料当然是来自原料工厂了。
> 
>     abstract void prepare();
> 
>  
> 
>     // 其他的方法保持不动
> 
>     void bake()\{ 
> 
>         // ...
> 
>     \}
> 
>  
> 
>     void cut()\{ 
> 
>         // ...
> 
>     \}
> 
>  
> 
>     void box()\{ 
> 
>         // ...
> 
>     \}
> 
> \}

现在已经有了一个抽象披萨，可以开始创建纽约和芝加哥风味的披萨了。从今以后，加盟店必须直接从工厂取得原料。

我们曾经写过工厂方法的代码，有NYCheesePizza和ChicagoCheesePizza类。比较一下这两个类，唯一的差别在于使用区域性的原料，至于披萨的做法都一样。它们都依循着相同的准备步骤，只是使用不同的原料。

所以，其实我们不需要设计两个不同的类来处理不同风味的披萨，让原料工厂处理这种区域差异就可以了。下面是CheesePizza：

> public class CheesePizza extends Pizza \{ 
> 
>     PizzaIngredientFactory ingredientFactory;
> 
>  
> 
>     // 要制作披萨，需要工厂提供原料。
> 
>     // 所以每个披萨类都需要从构造器参数中得到一个工厂，并把这个工厂存储在一个实例变量中。
> 
>     public CheesePizza(PizzaIngredientFactory ingredientFactory)\{ 
> 
>         this.ingredientFactory = ingredientFactory;
> 
>     \}
> 
>  
> 
>     @Override
> 
>     void prepare() \{ 
> 
>         // prepare()方法一步一步地创建芝士披萨，每当需要原料时，就跟工厂要。
> 
>         dough = ingredientFactory.createDough();
> 
>         sauce = ingredientFactory.createSauce();
> 
>         cheese = ingredientFactory.createCheese();
> 
>     \}
> 
> \}

Pizza的代码利用相关的工厂生成原料。所生产的原料依赖所使用的工厂，Pizza类根本不关心这些原料，它只知道如何制作披萨。现在，Pizza和区域原料之间被解耦，无论原料工厂是在落基山脉还是在西北沿岸地区，Pizza类都可以轻易地复用，完全没有问题。

再回到披萨店

我们几乎完工了，只需再到加盟店短暂巡视一下，确认他们使用了正确的披萨。也需要让他们能和本地的原料工厂搭上线：

> public class NYPizzaStore extends PizzaStore \{ 
> 
>  
> 
>     protected Pizza createPizza(String item) \{ 
> 
>         Pizza pizza = null;
> 
>         // 纽约店会用到纽约披萨原料工厂，由该原料工厂负责生产使用纽约风味披萨所需的原料
> 
>         PizzaIngredientFactory ingredientFactory = new NYPizzaIngredientFactory();
> 
>  
> 
>         if (item.equals("cheese")) \{ 
> 
>             // 把工厂传递给每一个披萨，以便披萨能从工厂中取得原料
> 
>             pizza = new CheesePizza(ingredientFactory);
> 
>         \} else if (item.equals("veggie")) \{ 
> 
>             pizza = new VeggiePizza(ingredientFactory);
> 
>         \} else if (item.equals("clam")) \{ 
> 
>             pizza = new ClamPizza(ingredientFactory);
> 
>         \} else if (item.equals("pepperoni")) \{ 
> 
>             pizza = new PepperoniPizza(ingredientFactory);
> 
>         \}
> 
>         return pizza;
> 
>     \}
> 
> \}

我们做了些什么？

一连串的代码改变，我们到底做了些什么？

我们引入新类型的工厂，也就是所谓的抽象工厂，来创建披萨原料家族。

通过抽象工厂所提供的接口，可以创建产品的家族，利用这个接口书写代码，我们的代码将从实际工厂解耦，以便在不同环境中实现各式各样的工厂，制造出各种不同的产品。例如：不同的区域、不同的操作系统、不同的外观及操作。

因为代码从实际的产品中解耦了，所以我们可以替换不同的工厂来取得不同的行为，例如取得大蒜番茄酱料，而不是取得番茄酱料。

比较工厂方法和抽象工厂

PizzaStore实现为工厂方法，因为我们需要根据区域变化创建产品。通过工厂方法，每个区域都有自己的具体工厂，他们都知道如何制作适合该区域的披萨。

因为我们需要创建一个产品家族（也就是原料），我们把PizzaIngredientFactory实现为抽象工厂。每个子类都使用其区域的供货商来实现这些原料。

工厂方法使用继承，把对象的创建委托给子类，子类实现工厂方法来创建对象。工厂方法允许类将实例化延迟到子类进行。

抽象工厂使用对象组合，对象的创建被实现在工厂接口所暴露出来的方法中。抽象工厂创建相关的对象家族，而不需要依赖它们的具体类。

所有工厂都是用来封装对象的创建。所有工厂模式都通过减少应用程序和具体类之间的依赖促进松耦合。

抽象工厂模式提供一个接口，用于创建相关或依赖对象的家族，而不需要明确指定具体类。