23种设计模式——抽象工厂模式

今天我们来学习一下第三种设计模式——抽象工厂模式，

概念：

所谓抽象工厂模式就是提供一个接口，用于创建相关或者依赖对象的家族，而不需要明确指定具体类。它允许客户端使用抽象的接口来创建一组相关的产品，而不需要关心实际产出的具体产品是什么。这样一来，客户就可以从具体的产品中被解耦。它的优点是隔离了具体类的生成，使得客户端不需要知道什么被创建了，而缺点就在于新增新的行为会比较麻烦，因为当添加一个新的产品对象时，需要更改接口及其下的所有子类。

特点：

• 可以在类的内部对产品族中相关联的多等级产品共同管理，而不必专门引入多个新的类来进行管理。
• 当增加一个新的产品族时不需要修改原代码，满足开闭原则。
• 其缺点是：当产品族中需要增加一个新的产品时，所有的工厂类都需要进行修改。

抽象工厂模式的主要角色 :

• 抽象工厂（Abstract Factory）：提供了创建产品的接口，它包含多个创建产品的方法 new Product()，可以创建多个不同等级的产品。
• 具体工厂（Concrete Factory）：主要是实现抽象工厂中的多个抽象方法，完成具体产品的创建。
• 抽象产品（Product）：定义了产品的规范，描述了产品的主要功能和特性，抽象工厂模式有多个抽象产品。
• 具体产品（Concrete Product）：实现了抽象产品角色所定义的接口，由具体工厂来创建，它同具体工厂之间是多对一的关系。

类图分析：

代码：

抽象工厂模式的抽象层

package cn.ppdxzz.abstractfactory;

/**
 * Description:抽象工厂模式的顶级抽象层
 */
public interface AbstractFactory {
    //定义一个创建图形的方法，让其子类具体实现
    Graph createGraph(String createType);
}

小万绘图的工厂子类

package cn.ppdxzz.abstractfactory;

/**
 * Description:小万绘图的工厂子类
 */
public class WanFactory implements AbstractFactory{

    @Override
    public Graph createGraph(String createType) {
        Graph graph = null;
        if ("circle".equals(createType)) {
            graph = new WanCircle();
        }else if ("rectangle".equals(createType)) {
            graph = new WanRectangle();
        }
        return graph;
    }
}

小李绘图的工厂子类

package cn.ppdxzz.abstractfactory;

/**
 * Description:小李绘图的工厂子类
 */
public class LiFactory implements AbstractFactory {
    @Override
    public Graph createGraph(String createType) {
        Graph graph = null;
        if ("circle".equals(createType)) {
            graph = new LiCircle();
        }else if ("rectangle".equals(createType)) {
            graph = new LiRectangle();
        }
        return graph;
    }
}

图形抽象类

package cn.ppdxzz.abstractfactory;

/**
 * Description:图形抽象类
 */
public abstract class Graph {
    //开始绘制
    public abstract void startDraw();
    //结束绘制
    public abstract void finishDraw();
}

小万绘制圆形的具体实现

package cn.ppdxzz.abstractfactory;

/**
 * Description:小万绘制圆形
 */
public class WanCircle extends Graph {
    @Override
    public void startDraw() {
        System.out.println("小万开始绘制圆形...");
    }

    @Override
    public void finishDraw() {
        System.out.println("小万结束绘制圆形...");
        System.out.println("-------------------");
    }
    
}

小李绘制矩形的具体实现

package cn.ppdxzz.abstractfactory;

/**
 * Description:小李绘制矩形
 */
public class LiRectangle extends Graph {
    @Override
    public void startDraw() {
        System.out.println("小李开始绘制矩形...");
    }

    @Override
    public void finishDraw() {
        System.out.println("小李结束绘制矩形...");
        System.out.println("-------------------");
    }
}

绘图的工具类

package cn.ppdxzz.abstractfactory;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;

/**
 * Description:绘图的工具类
 */
public class DrawGraph {

    AbstractFactory factory;

    //构造方法
    public DrawGraph(AbstractFactory factory) {
        setFactory(factory);
    }

    private void setFactory(AbstractFactory factory) {
        Graph graph = null;
        String createType = "";
        this.factory = factory;
        do {
            createType = getType();
            //factory可能是小万的工厂子类，也可能是小李的工厂子类
            graph = factory.createGraph(createType);
            if (graph != null) {
                graph.startDraw();
                graph.finishDraw();
            }else {
                System.out.println("输入有误，您已退出！");
                break;
            }

        }while (true);

    }

    //获取绘制者绘制的图形形状
    private String getType() {
        try {
            BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            System.out.println("请输入需要绘制的图形形状：");
            String str = reader.readLine();
            return str;
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            return "";
        }
    }
}

图形的具体绘制者

package cn.ppdxzz.abstractfactory;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;

/**
 * Description:图形绘制者
 */
public class DrawPerson {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("请输入绘制者的姓名：");
        try {
            BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            String name = reader.readLine();
            if ("xw".equals(name)) {
                new DrawGraph(new WanFactory());
            }else {
                new DrawGraph(new LiFactory());
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

演示：

JDK源码分析(Calendar类就属于简单工厂模式，这个我没有讲解，因为他不属于23种设计模式):

总结：

• 抽象工厂模式的扩展有一定的“开闭原则”倾斜性。

  • 当增加一个新的产品族时只需增加一个新的具体工厂，不需要修改原代码，满足开闭原则；

  • 当产品族中需要增加一个新种类的产品时，则所有的工厂类都需要进行修改，不满足开闭原则。

• 另一方面，当系统中只存在一个等级结构的产品时，抽象工厂模式将退化到工厂方法模式。

• 从设计层面看，抽象工厂模式就是对简单工厂模式的改进(或者称为进一步的抽象)。

• 将工厂抽象成两层，Abstract Factory(抽象工厂) 和具体实现的工厂子类。程序员可以根据创建对象类型使用对应的工厂子类。这样将单个的简单工厂类变成了工厂簇， 更利于代码的维护和扩展。

抽象工厂模式就讲解到这里吧，下一个设计模式是建造者模式，敬请期待。