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1. 「引例」

还是女娲造人的故事,这次增加了性别,分别是男和女,同时也要考虑到三种肤色的人种。
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Java的典型类图,一个接口,多个抽象类,然后是N 个实现类,每个人种都是一个抽象类,性别是在各个实现类中实现的,所以在抽象类中只实现肤色和语言的设定,在实现类中才实现性别的控制。特别需要说明的是 HumanFactory接口,在这个接口中定义了三个方法,分别用来生产三个不同肤色的人种,也就是上图的Y坐标,它的两个实现类分别是性别,也就是上图中的X坐标,通过X 坐标(性别)和Y坐标(肤色)唯一确定了一个生产出来的对象。
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  • Human接口

    1. public interface Human {
    2. // 每个人种都有相应的颜色
    3. void getColor();
    4. // 人类会说话
    5. void talk();
    6. // 每个人都有性别
    7. void getSex();
    8. }
  • 抽象类,只展示黄种人,其他同理

    1. public abstract class AbstractYellowHuman implements Human {
    2. public void getColor() {
    3. System.out.println("黄色人种的皮肤颜色是黄色的!");
    4. }
    5. public void talk() {
    6. System.out.println("黄色人种会说话");
    7. }
    8. }
  • 实现类,只展示黄种人,其他同理,每个肤色共两种性别

    1. public class FemaleYellowHuman extends AbstractYellowHuman {
    2. public void getSex() {
    3. System.out.println("黄人女性");
    4. }
    5. }
    6. public class MaleYellowHuman extends AbstractYellowHuman {
    7. public void getSex() {
    8. System.out.println("黄人男性");
    9. }
    10. }
  • 工厂接口

    1. public interface HumanFactory {
    2. // 制造一个黄色人种
    3. Human createYellowHuman();
    4. // 制造一个白色人种
    5. Human createWhiteHuman();
    6. // 制造一个黑色人种
    7. Human createBlackHuman();
    8. }
  • 工厂实现,两个性别的工厂

    1. public class MaleFactory implements HumanFactory {
    2. //生产出黑人男性
    3. public Human createBlackHuman() {
    4. return new MaleBlackHuman();
    5. }
    6. //生产出白人男性
    7. public Human createWhiteHuman() {
    8. return new MaleWhiteHuman();
    9. }
    10. //生产出黄人男性
    11. public Human createYellowHuman() {
    12. return new MaleYellowHuman();
    13. }
    14. }
    15. public class FemaleFactory implements HumanFactory {
    16. //生产出黑人女性
    17. public Human createBlackHuman() {
    18. return new FemaleBlackHuman();
    19. }
    20. //生产出白人女性
    21. public Human createWhiteHuman() {
    22. return new FemaleWhiteHuman();
    23. }
    24. //生产出黄人女性
    25. public Human createYellowHuman() {
    26. return new FemaleYellowHuman();
    27. }
    28. }
  • Test

    1. class NvWa {
    2. @Test
    3. public void test() {
    4. // 第一条生产线,男性生产线
    5. HumanFactory maleHumanFactory = new MaleFactory();
    6. // 第二条生产线,女性生产线
    7. HumanFactory femaleHumanFactory = new FemaleFactory();
    8. // 生产线建立完毕,开始造人
    9. Human maleYellowHuman = maleHumanFactory.createYellowHuman();
    10. Human femaleYellowHuman = femaleHumanFactory.createYellowHuman();
    11. System.out.println("---生产一个黄色女性---");
    12. femaleYellowHuman.getColor();
    13. femaleYellowHuman.talk();
    14. femaleYellowHuman.getSex();
    15. System.out.println("\n---生产一个黄色男性---");
    16. maleYellowHuman.getColor();
    17. maleYellowHuman.talk();
    18. maleYellowHuman.getSex();
    19. }
    20. }

    —-生产一个黄色女性—- 黄色人种的皮肤颜色是黄色的! 黄色人种会说话 黄人女性

    —-生产一个黄色男性—- 黄色人种的皮肤颜色是黄色的! 黄色人种会说话 黄人男性

2. 「定义」

Provide an interface for creating families of related or dependent objects without specifying their concrete classes.

  • 为创建一组相关或相互依赖的对象提供一个接口,而且无须指定它们的具体类。

抽象工厂模式是工厂方法模式的升级版本,在有多个业务品种业务分类时,通过抽象 工厂模式产生需要的对象是一种非常好的解决方式。

通用类图
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举个例子🌰:
例如制造汽车的左侧门和右侧门,这两个应该是数量相等的——两个对象之间的约束,每个型号的车门都是不一样的,这是产品等级结构约束。
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  • 注意类图上的圈圈框框相对应,两个抽象的产品类可以有关系,例如共同继承或实现 一个抽象类或接口。

  • 抽象产品

    1. public abstract class AbstractProductA {
    2. //每个产品共有的方法
    3. public void shareMethod() {
    4. }
    5. // 每个产品相同方法,不同实现
    6. public abstract void doSomething();
    7. }
  • 产品实现类,两个产品A1、A2

    1. public class ProductA1 extends AbstractProductA {
    2. public void doSomething() {
    3. System.out.println("产品A1的实现方法");
    4. }
    5. }
    6. public class ProductA2 extends AbstractProductA {
    7. public void doSomething() {
    8. System.out.println("产品A2的实现方法");
    9. }
    10. }
  • 对B的操作同上

  • 抽象工厂,有多少个产品家族,就加入多少个工厂方法

    1. public abstract class AbstractCreator {
    2. // 创建A产品家族
    3. public abstract AbstractProductA createProductA();
    4. // 创建B产品家族
    5. public abstract AbstractProductB createProductB();
    6. }
  • 工厂实现

    1. public class Creator1 extends AbstractCreator {
    2. //只生产产品等级为1的A产品
    3. public AbstractProductA createProductA() {
    4. return new ProductA1();
    5. }
    6. //只生产产品等级为1的B产品
    7. public AbstractProductB createProductB() {
    8. return new ProductB1();
    9. }
    10. }
    11. public class Creator2 extends AbstractCreator {
    12. //只生产产品等级为1的A产品
    13. public AbstractProductA createProductA() {
    14. return new ProductA2();
    15. }
    16. //只生产产品等级为1的B产品
    17. public AbstractProductB createProductB() {
    18. return new ProductB2();
    19. }
    20. }
  • Test

    1. class Client {
    2. @Test
    3. public void test() {
    4. // 定义出两个工厂
    5. AbstractCreator creator1 = new Creator1();
    6. AbstractCreator creator2 = new Creator2();
    7. // 产生A1对象
    8. AbstractProductA a1 = creator1.createProductA();
    9. // 产生A2对象
    10. AbstractProductA a2 = creator2.createProductA();
    11. // 产生B1对象
    12. AbstractProductB b1 = creator1.createProductB();
    13. // 产生B2对象
    14. AbstractProductB b2 = creator2.createProductB();
    15. a1.doSomething();
    16. a2.doSomething();
    17. b1.doSomething();
    18. b2.doSomething();
    19. }
    20. }

3. 「应用」

1.「优点」

  • 封装性,每个产品的实现类不是高层模块要关心的,它要关心的是什么?是接口,是 抽象,它不关心对象是如何创建出来,这由谁负责呢?工厂类,只要知道工厂类是谁,就能创建出一个需要的对象。
  • 产品族内的约束为非公开状态。具体的产品族内的约束是在工厂内实现的。

    2.「缺点」

  • 产品族扩展非常困难

    • 如果要增加一个产品C,也就是说产品家族由原来的2个增加到3个。抽象类AbstractCreator要增加一个方法createProductC(),然后两个实现类都要修改,这严重违反了开闭原则,而且我们一直说明抽象类和接口是一个契约。改变契约,所有与契约有关系的代码都要修改,只要与这段代码有关系,就可能产生侵害的危险!

      3.「使用场景」

  • 一个对象族(或是一组没有任何关系的对象) 都有相同的约束,则可以使用抽象工厂模式。

    • 例如一个文本编辑器和一个图片处理器,都是软件实体,但是Linux下的文本编辑器和Windows下的文本编辑器虽然功能和界面都相同,但是代码实现是不同的,图片处理器也有类似情况。也就是具有了共同的约束条件:操作系统类型。于是我们可以使用抽象工厂模式,产生不同操作系统下的编辑器和图片处理器。

      4.「注意事项」

  • 在缺点中,提到抽象工厂模式的产品族扩展比较困难,但是一定要 清楚,是产品族扩展困难,而不是产品等级

  • 在该模式下,产品等级是非常容易扩展的。增加一个产品等级,只要增加一个工厂类负责新增加出来的产品生产任务即可。也就是说横向扩展容易,纵向扩展困难。
    • 以人类为例子,产品等级中只有男、女两个性别,现实世界还有一种性别:双性人,既是男人也是女人,那我们要扩展这个产品等级也是非常容易的,增加三个产品类,分别对应不同的肤色,然后再创建一个工厂类,专门负责不同肤色人的双性人的创建任务,完全通过扩展来实现需求的变更,从这一点上看,抽象工厂模式是符合开闭原则的。