抽象工厂模式(Abstract Factory Pattern)是围绕一个超级工厂创建其他工厂。该超级工厂又称为其他工厂的工厂。这种类型的设计模式属于创建型模式,它提供了一种创建对象的最佳方式。
在抽象工厂模式中,接口是负责创建一个相关对象的工厂,不需要显式指定它们的类。每个生成的工厂都能按照工厂模式提供对象。

介绍

意图:提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口,而无需指定它们具体的类。
主要解决:主要解决接口选择的问题。
何时使用:系统的产品有多于一个的产品族,而系统只消费其中某一族的产品。
如何解决:在一个产品族里面,定义多个产品。
关键代码:在一个工厂里聚合多个同类产品。
应用实例:工作了,为了参加一些聚会,肯定有两套或多套衣服吧,比如说有商务装(成套,一系列具体产品)、时尚装(成套,一系列具体产品),甚至对于一个家庭来说,可能有商务女装、商务男装、时尚女装、时尚男装,这些也都是成套的,即一系列具体产品。假设一种情况(现实中是不存在的,要不然,没法进入共产主义了,但有利于说明抽象工厂模式),在您的家中,某一个衣柜(具体工厂)只能存放某一种这样的衣服(成套,一系列具体产品),每次拿这种成套的衣服时也自然要从这个衣柜中取出了。用 OOP 的思想去理解,所有的衣柜(具体工厂)都是衣柜类的(抽象工厂)某一个,而每一件成套的衣服又包括具体的上衣(某一具体产品),裤子(某一具体产品),这些具体的上衣其实也都是上衣(抽象产品),具体的裤子也都是裤子(另一个抽象产品)。
优点:当一个产品族中的多个对象被设计成一起工作时,它能保证客户端始终只使用同一个产品族中的对象。
缺点:产品族扩展非常困难,要增加一个系列的某一产品,既要在抽象的 Creator 里加代码,又要在具体的里面加代码。
使用场景: 1、QQ 换皮肤,一整套一起换。 2、生成不同操作系统的程序。
注意事项:产品族难扩展,产品等级易扩展。

实现

我们将创建 ShapeColor 接口和实现这些接口的实体类。下一步是创建抽象工厂类 AbstractFactory。接着定义工厂类 ShapeFactoryColorFactory,这两个工厂类都是扩展了 AbstractFactory。然后创建一个工厂创造器/生成器类 FactoryProducer
AbstractFactoryPatternDemo 类使用 FactoryProducer 来获取 AbstractFactory 对象。它将向 AbstractFactory 传递形状信息 ShapeCIRCLE / RECTANGLE / SQUARE),以便获取它所需对象的类型。同时它还向 AbstractFactory 传递颜色信息 ColorRED / GREEN / BLUE),以便获取它所需对象的类型。
image.png

步骤 1

为形状创建一个接口。

  1. package org.example.AbstractFactoryPattern;
  2. /**
  3. * 形状接口
  4. */
  5. public interface Shape {
  6. void draw();
  7. }

步骤 2

创建实现接口的实体类。

  1. package org.example.AbstractFactoryPattern;
  2. /**
  3. * 正方形
  4. */
  5. public class Square implements Shape {
  6. @Override
  7. public void draw() {
  8. System.out.println("Inside Square::draw() method.");
  9. }
  10. }
  1. package org.example.AbstractFactoryPattern;
  2. /**
  3. * 圆
  4. */
  5. public class Circle implements Shape {
  6. @Override
  7. public void draw() {
  8. System.out.println("Inside Circle::draw() method.");
  9. }
  10. }
  1. package org.example.AbstractFactoryPattern;
  2. /**
  3. * 矩形
  4. */
  5. public class Rectangle implements Shape {
  6. @Override
  7. public void draw() {
  8. System.out.println("Inside Rectangle::draw() method.");
  9. }
  10. }

步骤 3

为颜色创建一个接口。

  1. package org.example.AbstractFactoryPattern;
  2. /**
  3. * 颜色接口
  4. */
  5. public interface Color {
  6. void fill();
  7. }

步骤4

创建实现接口的实体类。

  1. package org.example.AbstractFactoryPattern;
  2. /**
  3. * 蓝色
  4. */
  5. public class Blue implements Color {
  6. @Override
  7. public void fill() {
  8. System.out.println("Inside Blue::fill() method.");
  9. }
  10. }
  1. package org.example.AbstractFactoryPattern;
  2. /**
  3. * 绿色
  4. */
  5. public class Green implements Color {
  6. @Override
  7. public void fill() {
  8. System.out.println("Inside Green::fill() method.");
  9. }
  10. }
  1. package org.example.AbstractFactoryPattern;
  2. /**
  3. * 红色
  4. */
  5. public class Red implements Color {
  6. @Override
  7. public void fill() {
  8. System.out.println("Inside Red::fill() method.");
  9. }
  10. }

步骤 5

为 Color 和 Shape 对象创建抽象类来获取工厂。

  1. package org.example.AbstractFactoryPattern;
  2. /**
  3. * Color 和 Shape 对象创建抽象类来获取工厂
  4. */
  5. public abstract class AbstractFactory {
  6. public abstract Color getColor(String color);
  7. public abstract Shape getShape(String shape);
  8. }

步骤 6

创建扩展了 AbstractFactory 的工厂类,基于给定的信息生成实体类的对象。

  1. package org.example.AbstractFactoryPattern;
  2. /**
  3. * 颜色工厂
  4. * 扩展了 AbstractFactory 的工厂类,基于给定的信息生成实体类的对象
  5. */
  6. public class ColorFactory extends AbstractFactory {
  7. @Override
  8. public Shape getShape(String shapeType){
  9. return null;
  10. }
  11. @Override
  12. public Color getColor(String color) {
  13. if(color == null){
  14. return null;
  15. }
  16. if(color.equalsIgnoreCase("RED")){
  17. return new Red();
  18. } else if(color.equalsIgnoreCase("GREEN")){
  19. return new Green();
  20. } else if(color.equalsIgnoreCase("BLUE")){
  21. return new Blue();
  22. }
  23. return null;
  24. }
  25. }
  1. package org.example.AbstractFactoryPattern;
  2. /**
  3. * 形状的工厂
  4. * 扩展了 AbstractFactory 的工厂类,基于给定的信息生成实体类的对象
  5. */
  6. public class ShapeFactory extends AbstractFactory {
  7. @Override
  8. public Shape getShape(String shapeType){
  9. if(shapeType == null){
  10. return null;
  11. }
  12. if(shapeType.equalsIgnoreCase("CIRCLE")){
  13. return new Circle();
  14. } else if(shapeType.equalsIgnoreCase("RECTANGLE")){
  15. return new Rectangle();
  16. } else if(shapeType.equalsIgnoreCase("SQUARE")){
  17. return new Square();
  18. }
  19. return null;
  20. }
  21. @Override
  22. public Color getColor(String color) {
  23. return null;
  24. }
  25. }

步骤 7

创建一个工厂创造器/生成器类,通过传递形状或颜色信息来获取工厂。

  1. package org.example.AbstractFactoryPattern;
  2. /**
  3. * 工厂创造器/生成器类,通过传递形状或颜色信息来获取工厂
  4. */
  5. public class FactoryProducer {
  6. public static AbstractFactory getFactory(String choice){
  7. if(choice.equalsIgnoreCase("SHAPE")){
  8. return new ShapeFactory();
  9. } else if(choice.equalsIgnoreCase("COLOR")){
  10. return new ColorFactory();
  11. }
  12. return null;
  13. }
  14. }

步骤 8

使用 FactoryProducer 来获取 AbstractFactory,通过传递类型信息来获取实体类的对象。

  1. package org.example.AbstractFactoryPattern;
  2. /**
  3. * 抽象工厂模式演示
  4. *
  5. * 使用 FactoryProducer 来获取 AbstractFactory,通过传递类型信息来获取实体类的对象
  6. */
  7. public class AbstractFactoryPatternDemo {
  8. public static void main(String[] args) {
  9. //获取形状工厂
  10. AbstractFactory shapeFactory = FactoryProducer.getFactory("SHAPE");
  11. //获取形状为 Circle 的对象
  12. Shape shape1 = shapeFactory.getShape("CIRCLE");
  13. //调用 Circle 的 draw 方法
  14. shape1.draw();
  15. //获取形状为 Rectangle 的对象
  16. Shape shape2 = shapeFactory.getShape("RECTANGLE");
  17. //调用 Rectangle 的 draw 方法
  18. shape2.draw();
  19. //获取形状为 Square 的对象
  20. Shape shape3 = shapeFactory.getShape("SQUARE");
  21. //调用 Square 的 draw 方法
  22. shape3.draw();
  23. //获取颜色工厂
  24. AbstractFactory colorFactory = FactoryProducer.getFactory("COLOR");
  25. //获取颜色为 Red 的对象
  26. Color color1 = colorFactory.getColor("RED");
  27. //调用 Red 的 fill 方法
  28. color1.fill();
  29. //获取颜色为 Green 的对象
  30. Color color2 = colorFactory.getColor("GREEN");
  31. //调用 Green 的 fill 方法
  32. color2.fill();
  33. //获取颜色为 Blue 的对象
  34. Color color3 = colorFactory.getColor("BLUE");
  35. //调用 Blue 的 fill 方法
  36. color3.fill();
  37. }
  38. }

image.png