摘要:抽象工厂模式提供了创建一系列相互依赖对象的接口,无需指定具体类抽象工厂模式是围绕着一个超级工厂工作,创造其它的工厂类,也被称为工厂的工厂,这种类型的设计模式是创造性的模式,因为这种模式提供了创建对象的最佳方法之一。
概述工厂模式是JAVA中最常用的设计模式之一,使用工厂模式后,创建对象的时候不在将创建逻辑暴露给客户端,而是通过实现接口的方式创建对象,这种设计模式也是对象实例化的最佳方式。
工厂模式的三种形态
简单工厂(Simple Factory)
工厂方法(Factory Method)
抽象工厂(Abstract Factory)
简单工厂简单工厂模式属于工厂模式的小弟,未被收纳进GOF 23中,但是也被频繁使用
1.创建一个Animal接口
interface Shape { void draw(); }
2.创建Dog和Pig实现Animal接口
class Circle implements Shape { public Circle() { System.out.println("创建圆形模型"); } @Override public void draw() { System.out.println("画了一个圆形"); } } class Square implements Shape { public Square() { System.out.println("创建了方形模型"); } @Override public void draw() { System.out.println("画了一个方形"); } }
3.创建工厂类SimpleFactory,定义一个基于参数信息实例化具体对象的方法
public class SimpleFactory { private final static String CIRCLE = "CIRCLE"; private final static String SQUARE = "SQUARE"; public static Shape getFactory(String type) { switch (type) { case CIRCLE: return new Circle(); case SQUARE: return new Square(); default: throw new NullPointerException("未描绘任何图形"); } } public static void main(String[] args) { Shape circle = SimpleFactory.getFactory(CIRCLE); circle.draw(); Shape square = SimpleFactory.getFactory(SQUARE); square.draw(); } }
4.日志
创建圆形模型 画了一个圆形 创建了方形模型 画了一个方形
分析: 从上述代码中可以发现,简单工厂拥有一定判断能力,构建结果取决于入参,使用起来也十分的方便,也正因为使用太过方便而导致高耦合的情况,所有对象实例化都需要依赖它,一旦出问题,影响的会是整个系统
使用场景: 创建简单,无复杂业务逻辑的对象
工厂方法前面说到过简单工厂模式存在耦合,且违反了开闭原则,那么这一问题在工厂方法模式中可以很容易的解决掉,它可以做到添加新的产品而不破坏已有代码
工厂方法模式:定义一个创建对象的接口,由它的实现类来决定具体实现,其模式又被称为工厂模式(Factory Pattern)。
1.新增ImageReaderFactory抽象工厂接口,用来构建具体的对象
interface ImageReader { void read(); } interface ImageReaderFactory { ImageReader create(); }
2.相比单一实例化的简单工厂模式而言,方法工厂模式更加的灵活,针对不同的产品(图片读取器)提供不同的工厂。
class JpgReader implements ImageReader { public JpgReader() { System.out.println("创建Jpg读取器"); } @Override public void read() { System.out.println("读取Jpg文件"); } } class PngReader implements ImageReader { public PngReader() { System.out.println("创建Png读取器"); } @Override public void read() { System.out.println("读取Png文件"); } } class JpgFactory implements ImageReaderFactory { @Override public ImageReader create() { System.out.println("实例化Jpg文件工厂"); return new JpgReader(); } } class PngFactory implements ImageReaderFactory { @Override public ImageReader create() { System.out.println("实例化Png文件工厂"); return new PngReader(); } }
3.创建测试类,当然实际使用过程中,实现工厂方法除了可以实例化具体对象,还可以初始化某些资源配置,比如连接池、创建文件等
public class MethodFactory { public static void main(String[] args) { ImageReaderFactory png = new PngFactory(); ImageReader pngReader = png.create(); pngReader.read(); ImageReaderFactory jpg = new JpgFactory(); ImageReader jpgReader = jpg.create(); jpgReader.read(); } }
4.日志
实例化Png文件工厂 创建Png读取器 读取Png文件 实例化Jpg文件工厂 创建Jpg读取器 读取Jpg文件
优点:
屏蔽了客户端实例化对象的细节,用户只需要关心自己使用的工厂即可。
加入新的产品(图片读取器),无需更改现有代码,提高系统扩展性,符合开闭原则
具备多态性,又被称为多态工厂模式
缺点: 每次需要编写新的对象和对象工厂类,随业务发展,一定程度上增加了系统复杂度
抽象工厂抽象工厂模式是为创建一组对象提供提供的解决方案,与工厂方法模式相比,抽象工厂模式中的具体工厂不只是创建某一种产品,而是负责一组(产品族)。
抽象工厂模式(Abstract Factory Pattern):提供了创建一系列相互依赖对象的接口,无需指定具体类
抽象工厂模式是围绕着一个超级工厂工作,创造其它的工厂类,也被称为工厂的工厂,这种类型的设计模式是创造性的模式,因为这种模式提供了创建对象的最佳方法之一。
起源抽象工厂模式的起源或者最早的应用,是用于创建分属于不同操作系统的视窗构建。比如:命令按键(Button)与文字框(Text)都是视窗构建,在UNIX操作系统的视窗环境和Windows操作系统的视窗环境中,这两个构建有不同的本地实现,它们的细节有所不同。
在每一个操作系统中,都有一个视窗构建组成的构建家族。在这里就是Button和Text组成的产品族。而每一个视窗构件都构成自己的等级结构,由一个抽象角色给出抽象的功能描述,而由具体子类给出不同操作系统下的具体实现。
可以发现在上面的产品类图中,有两个产品的等级结构,分别是Button等级结构和Text等级结构。同时有两个产品族,也就是UNIX产品族和Windows产品族。UNIX产品族由UNIX Button和UNIX Text产品构成;而Windows产品族由Windows Button和Windows Text产品构成。
系统对产品对象的创建需求由一个工程的等级结构满足,其中有两个具体工程角色,即UnixFactory和WindowsFactory。UnixFactory对象负责创建Unix产品族中的产品,而WindowsFactory对象负责创建Windows产品族中的产品。这就是抽象工厂模式的应用,抽象工厂模式的解决方案如下图:
显然,一个系统只能够在某一个操作系统的视窗环境下运行,而不能同时在不同的操作系统上运行。所以,系统实际上只能消费属于同一个产品族的产品。
在现代的应用中,抽象工厂模式的使用范围已经大大扩大了,不再要求系统只能消费某一个产品族了。因此,可以不必理会前面所提到的原始用意。
摘抄自《JAVA与模式》之抽象工厂模式:http://www.cnblogs.com/java-my-life/archive/2012/03/28/2418836.html
需求: 开发一款《王者荣耀》,支持多操作系统和多控制方式操作控制和界面控制,并提供相应的工厂类来封装这些类的初始化过程
1.创建不同的操作系统接口
interface Linux { void controller(); } interface Windows { void controller(); }
2.基于不同操作系统实现控制逻辑
class LinuxController implements Linux { @Override public void controller() { System.out.println("Linux 控制 《王者荣耀》"); } } class WindowsController implements Windows { @Override public void controller() { System.out.println("Windows 控制 《王者荣耀》"); } }
3.创建一个工厂类,基于接口分别实现操作控制和界面控制两种方式的工厂
interface AbstractFactory { Linux installLinux(); Windows installWindows(); } class OperationFactory implements AbstractFactory { @Override public Linux installLinux() { System.out.println("安装Linux操作控制系统"); return new LinuxController(); } @Override public Windows installWindows() { System.out.println("安装Windows操作控制系统"); return new WindowsController(); } } class InterfaceFactory implements AbstractFactory { @Override public Linux installLinux() { System.out.println("安装Linux界面控制系统"); return new LinuxController(); } @Override public Windows installWindows() { System.out.println("安装Windows界面控制系统"); return new WindowsController(); } }
4.创建《王者荣耀》进行测试
public class KingGlory { public static void main(String[] args) { AbstractFactory operationFactory = new OperationFactory(); operationFactory.installLinux().controller(); operationFactory.installWindows().controller(); System.out.println("========================================================"); AbstractFactory interfaceFactory = new InterfaceFactory(); interfaceFactory.installLinux().controller(); interfaceFactory.installWindows().controller(); } }
5.日志
安装Linux操作控制系统 Linux 控制 《王者荣耀》 安装Windows操作控制系统 Windows 控制 《王者荣耀》 ======================================================== 安装Linux界面控制系统 Linux 控制 《王者荣耀》 安装Windows界面控制系统 Windows 控制 《王者荣耀》分析
使用抽象工厂模式来定义的一系列对象通常是相关或相互依赖的,这些产品对象就构成了一个产品族,也就是抽象工厂定义了一个产品族。这就带来非常大的灵活性,切换产品族的时候,只要提供不同的抽象工厂实现就可以了,也就是说现在是以一个产品族作为一个整体被切换,从上文中可以发现,如果我们需要切换控制方式,只需要变更下对应的工厂类即可
优点:
分离接口和实现:客户端使用抽象工厂来创建需要的对象,而客户端根本就不知道具体的实现是谁,客户端只是面向产品的接口编程而已。也就是说,客户端从具体的产品实现中解耦。
切换产品族变得容易:对于增加新的产品族,抽象工厂模式很好地支持了开闭原则,只需要增加具体产品并对应增加一个新的具体工厂,对已有代码无须做任何修改(如:新增一种手柄操作支持)。
缺点:
不易扩展新产品:如果需要给整个产品族添加一个新的产品,那么就需要修改抽象工厂,这样就会导致修改所有的工厂实现类(如:新增一种操作系统的支持,那么Factory代码需要全部修改)。
使用场景:
一个系统不应当依赖于产品类实例如何被创建、组合和表达的细节,这对于所有形态的工厂模式都是重要的。
这个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。
同属于同一个产品族的产品是在一起使用的,这一约束必须在系统的设计中体现出来。
系统提供一个产品类的库,所有的产品以同样的接口出现,从而使客户端不依赖于实现。
- 说点什么全文代码:https://gitee.com/battcn/design-pattern/tree/master/Chapter1/battcn-factory
个人QQ:1837307557
battcn开源群(适合新手):391619659
微信公众号:battcn(欢迎调戏)
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