Java設計模式之抽象工廠模式

抽象工廠模式(Abstract Factory Pattern)是圍繞一個超級工廠創建其他工廠。該超級工廠又稱為其他工廠的工廠。這種類型的設計模式屬于創建型模式,它提供了一種創建對象的最佳方式。
在抽象工廠模式中,接口是負責創建一個相關對象的工廠,不需要顯式指定它們的類。每個生成的工廠都能按照工廠模式提供對象。
介紹

      意圖:提供一個創建一系列相關或相互依賴對象的接口,而無需指定它們具體的類。
      主要解決:主要解決接口選擇的問題。
      何時使用:系統的產品有多于一個的產品族,而系統只消費其中某一族的產品。
      如何解決:在一個產品族里面,定義多個產品。
      關鍵代碼:在一個工廠里聚合多個同類產品。
      應用實例:工作了,為了參加一些聚會,肯定有兩套或多套衣服吧,比如說有商務裝(成套,一系列具體產品)、時尚裝(成套,一系列具體產品),甚至對于一個家庭來說,可能有商務女裝、商務男裝、時尚女裝、時尚男裝,這些也都是成套的,即一系列具體產品。假設一種情況(現實中是不存在的,要不然,沒法進入共產主義了,但有利于說明抽象工廠模式),在您的家中,某一個衣柜(具體工廠)只能存放某一種這樣的衣服(成套,一系列具體產品),每次拿這種成套的衣服時也自然要從這個衣柜中取出了。用 OO 的思想去理解,所有的衣柜(具體工廠)都是衣柜類的(抽象工廠)某一個,而每一件成套的衣服又包括具體的上衣(某一具體產品),褲子(某一具體產品),這些具體的上衣其實也都是上衣(抽象產品),具體的褲子也都是褲子(另一個抽象產品)。
      優點:  當一個產品族中的多個對象被設計成一起工作時,它能保證客戶端始終只使用同一個產品族中的對象。
      缺點:產品族擴展非常困難,要增加一個系列的某一產品,既要在抽象的 Creator 里加代碼,又要在具體的里面加代碼。
      使用場景: 1、QQ 換皮膚,一整套一起換。 2、生成不同操作系統的程序。
      注意事項:產品族難擴展,產品等級易擴展。

實現

      我們將創建 Shape 和 Color 接口和實現這些接口的實體類。
      下一步是創建抽象工廠類 AbstractFactory。
      接著定義工廠類 ShapeFactory和 ColorFactory,這兩個工廠類都是擴展了 AbstractFactory。
      然后創建一個工廠創造器/生成器類 FactoryProducer。
      AbstractFactoryPatternDemo,我們的演示類使用 FactoryProducer 來獲取 AbstractFactory對象。
      它將向 AbstractFactory傳遞形狀信息 Shape(CIRCLE / RECTANGLE / SQUARE),以便獲取它所需對象的類型。
      同時它還向 AbstractFactory 傳遞顏色信息Color(RED / GREEN / BLUE),以便獲取它所需對象的類型。
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步驟1

    為形狀創建一個接口。
    Shape.java
    public interface Shape { void draw();}

步驟 2

    創建實現接口的實體類。
    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."); 
        }
  }        

步驟 3

  為顏色創建一個接口。
  Color.java
  public interface Color { void fill();}

步驟4

  創建實現接口的實體類。
  Red.java
  public class Red implements Color { 
            @Override 
            public void fill() { 
                  System.out.println("Inside Red::fill() method."); 
            }
  }
 Green.java
  public class Green implements Color { 
          @Override 
          public void fill() { 
              System.out.println("Inside Green::fill() method."); 
          }
  }
  Blue.java
    public class Blue implements Color { 
          @Override 
          public void fill() { 
                System.out.println("Inside Blue::fill() method."); 
          }
    }

步驟五

  為 Color 和 Shape 對象創建抽象類來獲取工廠。
  AbstractFactory.java
  public abstract class AbstractFactory { 
          abstract Color getColor(String color); 
          abstract Shape getShape(String shape) ;
  }

步驟六

創建擴展了 AbstractFactory 的工廠類,基于給定的信息生成實體類的對象。
ShapeFactory.java
 public class ShapeFactory extends AbstractFactory { 
          @Override 
          public Shape getShape(String shapeType){ 
                if(shapeType == null){ return null; }   
                if(shapeType.equalsIgnoreCase("CIRCLE")){ 
                            return new Circle(); 
                } else if(shapeType.equalsIgnoreCase("RECTANGLE")){ 
                            return new Rectangle(); 
                } else if(shapeType.equalsIgnoreCase("SQUARE")){ 
                            return new Square(); 
                } 
                            return null; 
          } 
          @Override 
        Color getColor(String color) { 
                          return null; 
        }
    }
 ColorFactory.java
      public class ColorFactory extends AbstractFactory { 
                @Override 
             public Shape getShape(String shapeType){ return null; }   
                @Override 
             Color getColor(String color) { 
                  if(color == null){ return null; }   
                  if(color.equalsIgnoreCase("RED")){ 
                      return new Red(); 
                  } else if(color.equalsIgnoreCase("GREEN")){ 
                      return new Green(); 
                } else if(color.equalsIgnoreCase("BLUE")){ 
                      return new Blue(); 
                } 
                      return null; 
                }
        }

步驟 7

  創建一個工廠創造器/生成器類,通過傳遞形狀或顏色信息來獲取工廠。
  FactoryProducer.java
  public class FactoryProducer { 
            public static AbstractFactory getFactory(String choice){ 
                        if(choice.equalsIgnoreCase("SHAPE")){ 
                                  return new ShapeFactory(); 
                        } else if(choice.equalsIgnoreCase("COLOR")){ 
                                  return new ColorFactory(); 
                        }
                                 return null; 
              }
    }

步驟 8

  使用 FactoryProducer 來獲取 AbstractFactory,通過傳遞類型信息來獲取實體類的對象。
  AbstractFactoryPatternDemo.java
  public class AbstractFactoryPatternDemo { 
                  public static void main(String[] args) { 
                            //獲取形狀工廠 
                            AbstractFactory shapeFactory = FactoryProducer.getFactory("SHAPE"); 
                
                           //獲取形狀為 Circle 的對象 
                            Shape shape1 = shapeFactory.getShape("CIRCLE"); 
                            
                          //調用 Circle 的 draw 方法 
                            shape1.draw(); 
                  
                         //獲取形狀為 Rectangle 的對象 
                          Shape shape2 = shapeFactory.getShape("RECTANGLE"); 

                         //調用 Rectangle 的 draw 方法 
                          shape2.draw(); 

                        //獲取形狀為 Square 的對象 
                          Shape shape3 = shapeFactory.getShape("SQUARE"); 
              
                       //調用 Square 的 draw 方法 
                          shape3.draw(); 

                       //獲取顏色工廠 
                          AbstractFactory colorFactory = FactoryProducer.getFactory("COLOR"); 

                      //獲取顏色為 Red 的對象 
                          Color color1 = colorFactory.getColor("RED"); 

                      //調用 Red 的 fill 方法 
                          color1.fill(); 

                      //獲取顏色為 Green 的對象 
                          Color color2 = colorFactory.getColor("Green"); 

                      //調用 Green 的 fill 方法 
                          color2.fill(); 

                      //獲取顏色為 Blue 的對象 
                          Color color3 = colorFactory.getColor("BLUE");
    
                     //調用 Blue 的 fill 方法 
                          color3.fill(); 
                }
        }

步驟 9

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