设计模式学习(十三) 抽象工厂模式

引入


定义:

就是对一组具有相同主题的工厂进行封装(维基百科解释的很到位);

例如:生产一台PC机,使用工厂方法模式的话,一般会有cpu工厂,内存工厂,显卡工厂...但是使用抽象工厂模式的话,只有一个工厂就是PC工厂,但是一个PC工厂涵盖了cpu工厂,内存工厂,显卡工厂等要做的所有事;

举例:

上一节讲到女娲造人,人是造出来了,世界时热闹了,可是低头一看,都是清一色的类型,缺少关爱、仇恨、喜怒哀乐等情绪,人类的生命太平淡了,女娲一想,猛然一拍脑袋,Shit!忘记给人类定义性别了,那怎么办?抹掉重来,然后就把人类重新洗牌,准备重新开始制造人类。

由于先前的工作已经花费了很大的精力做为铺垫,也不想从头开始了,那先说人类(Product产品类)怎么改吧,好,有了,给每个人类都加一个性别,然后再重新制造,这个问题解决了,那八卦炉怎么办?只有一个呀,要么生产出全都是男性,要不都是女性,那不行呀,有了,把已经有了一条生产线——八卦
炉(工厂方法模式中的HumanFactory)拆开,于是女娲就使用了“八卦拷贝术”,把原先的八卦炉一个变两个,并且略加修改,就成了女性八卦炉(只生产女性,一个具体工厂的实现类)和男性八卦炉(只生产男性,又一个具体工厂的实现类),这个过程的类图如下:

先看人类(也就是产品)的类图:

这个类图也比较简单,Java 的典型类图,一个接口,几个抽象类,然后是几个实现类,没啥多说的,其中三个抽象类在抽象工厂模式中是叫做产品等级,六个实现类是叫做产品族,这个也比较好理解,实现类嘛是真实的产品,一个叫产品,多了就叫产品族,然后再看工厂类:

然后类图讲解完毕,我们来看程序实现:

package com.zpkj.project23;

public interface Human {
    //首先定义什么是人类

    //人是愉快的,会笑的,本来是想用smile表示,想了一下laugh更合适,好长时间没有大笑了;
    public void laugh();

    //人类还会哭,代表痛苦
    public void cry();

    //人类会说话
    public void talk();

    //定义性别
    public void sex();

}

人类的接口定义好,然后根据接口创建三个抽象类,也就是三个产品等级,实现 laugh()、cry()、talk() 三个方法,以 AbstractYellowHuman 为例:

package com.zpkj.project23;

/**
 * 黄色人种的抽象类
 */
public abstract class AbstractYellowHuman implements Human {

    public void cry() {
        System.out.println("黄色人种会哭");
    }

    public void laugh() {
        System.out.println("黄色人种会大笑,幸福呀!");
    }

    public void talk() {
        System.out.println("黄色人种会说话,一般说的都是双字节");

    }



}
package com.zpkj.project23;

/**
 * 黑人的抽象类
 */
public abstract  class AbstractBlackHuman implements Human {
    public void cry() {
        System.out.println("黑人会哭");
    }

    public void laugh() {
        System.out.println("黑人会笑");
    }

    public void talk() {
        System.out.println("黑人可以说话,一般人听不懂");

    }
}
package com.zpkj.project23;

/**
 * 白人的抽象类
 */
public abstract class AbstractWhiteHuman implements Human {

    public void cry() {
        System.out.println("白色人种会哭");
    }

    public void laugh() {
        System.out.println("白色人种会大笑,侵略的笑声");
    }

    public void talk() {
        System.out.println("白色人种会说话,一般都是但是单字节!");

    }

}

三个抽象类都实现完毕了,然后就是些实现类了。其实,你说抽象类放这里有什么意义吗?就是不允许你 new 出来一个抽象的对象呗,使用非抽象类完全就可以代替,呵呵,杀猪杀尾巴,各有各的杀法,不过既然进了 Java 这个门就要遵守 Java 这个规矩,我们看实现类:

package com.zpkj.project23;

/**
 * 女性黄种人实现类
 */
public class YellowFemaleHuman extends AbstractYellowHuman {

    public void sex() {
        System.out.println("该黄种人的性别为女...");
    }

}
package com.zpkj.project23;

/**
 * 男性黄种人实现类
 */
public class YellowMaleHuman extends AbstractYellowHuman {

    public void sex() {
        System.out.println("该黄种人的性别为男....");
    }

}
package com.zpkj.project23;

/**
 * 白人男性实现类
 */
public class WhiteMaleHuman extends AbstractWhiteHuman {

    public void sex() {
        System.out.println("该白种人的性别为男....");
    }

}
package com.zpkj.project23;

/**
 * 白色女性的实现类
 */
public class WhiteFemaleHuman extends AbstractWhiteHuman {

    public void sex() {
        System.out.println("该白种人的性别为女....");

    }

}
package com.zpkj.project23;

/**
 * 黑人男性实现类
 */
public class BlackMaleHuman extends AbstractBlackHuman {

    public void sex() {
        System.out.println("该黑种人的性别为男...");
    }
}
package com.zpkj.project23;

/**
 * 黑人女性实现类
 */
public class BlackFemaleHuman extends AbstractBlackHuman {

    public  void   sex()   {
        System.out.println("该黑种人的性别为女...");
    }
}

抽象工厂模式下的产品等级和产品族都已经完成,也就是人类以及产生出的人类是什么样子的都已经定义好了,下一步就等着工厂开工创建了,那我们来看工厂类。在看工厂类之前我们先看那个枚举类型,这个是很有意思的:

package com.zpkj.project23;

public enum HumanEnum {

    //把世界上所有人类型都定义出来
    YelloMaleHuman("com.zpkj.project23.YellowMaleHuman"),
    YelloFemaleHuman("com.zpkj.project23.YellowFemaleHuman"),
    WhiteFemaleHuman("com.zpkj.project23.WhiteFemaleHuman"),
    WhiteMaleHuman("com.zpkj.project23.WhiteMaleHuman"),
    BlackFemaleHuman("com.zpkj.project23.BlackFemaleHuman"),
    BlackMaleHuman("com.zpkj.project23.BlackMaleHuman");

    private String value="";

    private HumanEnum(String value){
        this.value = value;
    }

    public String getValue(){
        return this.value;
    }

    public HumanEnum getValue(String value){
        for (HumanEnum e:HumanEnum.values()){
            if(value.equals(e.getValue())){
                return e;
            }
        }
        return null;
    }
}

然后,我们看我们的工厂类,先看接口:

package com.zpkj.project23;

public interface HumanFactory {

    //制造黄色人种
    public Human createYellowHuman();

    //制造一个白色人种
    public Human createWhiteHuman();

    //制造一个黑色人种
    public Human createBlackHuman();

}

然后看抽象类:

package com.zpkj.project23;

public abstract class AbstractHumanFactory implements HumanFactory {

    protected Human createHuman(HumanEnum humanEnum){
        Human human =null;
        //如果传递进来不是一个Enum中具体的一个Element的话,则不处理
        if(!humanEnum.getValue().equals("")){
            try {
                human = (Human) Class.forName(humanEnum.getValue()).newInstance();
            }catch (Exception e){
                //因为使用了enum,这个种异常情况不会产生了,除非你的enum有问题;
                e.printStackTrace();
            }
        }
        return human;
    }
}

男性工厂,只创建男性:

package com.zpkj.project23;

/**
 * 男性工厂实现类
 */
public class MaleHumanFactory extends AbstractHumanFactory {

    //创建一个男性黄种人
    @Override
    public Human createYellowHuman() {
        return super.createHuman(HumanEnum.YelloMaleHuman);
    }

    //创建一个男性白种人
    @Override
    public Human createWhiteHuman() {
        return super.createHuman(HumanEnum.WhiteMaleHuman);
    }

    //创建一个男性黑种人
    @Override
    public Human createBlackHuman() {
        return super.createHuman(HumanEnum.BlackMaleHuman);
    }
}

女性工厂,只创建女性:

package com.zpkj.project23;

/**
 * 女性工厂实现类
 */
public class FemaleHumanFactory extends AbstractHumanFactory {
    @Override
    public Human createYellowHuman() {
       return super.createHuman(HumanEnum.YelloFemaleHuman);
    }

    @Override
    public Human createWhiteHuman() {
        return super.createHuman(HumanEnum.WhiteFemaleHuman);
    }

    @Override
    public Human createBlackHuman() {
        return super.createHuman(HumanEnum.BlackFemaleHuman);
    }
}

产品定义好了,工厂也定义好了,万事俱备只欠东风,那咱就开始造吧,哦,不对,女娲开始造人了:

package com.zpkj.project23;

public class NvWa {
    public static void main(String[] args){
        //男性工厂
        MaleHumanFactory maleHumanFactory = new MaleHumanFactory();

        //女性工厂
        FemaleHumanFactory femaleHumanFactory = new FemaleHumanFactory();

        Human yellowHuman = maleHumanFactory.createYellowHuman();
        yellowHuman.sex();
        yellowHuman.cry();
        yellowHuman.laugh();

        Human whiteHuman = femaleHumanFactory.createWhiteHuman();
        whiteHuman.sex();
        whiteHuman.laugh();
        whiteHuman.cry();

    }
}

总结:

抽象工厂很重要的优点就是符合OCP原则,也就是开闭原则,比如我们要再要增加一类双性人!既是男人也是女人,我们只需要在产品族中增加一类产品,同时再增加一个工厂就可以解决。

抽象工厂模式,还有一个非常大的有点,高内聚,低耦合,在一个较大的项目组,产品是由一批人定义开发的,但是提供其他成员访问的时候,只有工厂方法和产品的接口,也就是说只需要提供 Product Interface 和Concrete Factory 就可以产生自己需要的对象和方法,Java 的高内聚低耦合的特性表现的一览无遗

引用:

本文原书:
《您的设计模式》 作者:CBF4LIFE

 

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