设计模式:抽象工厂模式
2016-05-26 15:39
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前言
接着上一篇工厂方法模式说,现在披萨店生意很好,除了卖披萨,又卖汉堡,并且为了适用不同的客户群体,增加了单人套餐和家庭套餐。这种情况下多了一个产品汉堡,已经不适合用工厂方法模式了,这时候就要用到更加抽象化的抽象工厂模式来满足这个系统。
正文
抽象工厂模式概念
抽象工厂模式是所有形态的工厂模式中最为抽象和最具一般性的一种形态。抽象工厂模式可以向客户端提供一个接口,使得客户端在不必指定产品的具体类型的情况下,创建多个产品族中的产品对象。这就是抽象工厂的用意。
抽象工厂模式的结构
抽象工厂模式的简略类图如下:
![](http://7xqch5.com1.z0.glb.clouddn.com/sjms3_1.png)
从上图可以看出,
抽象工厂角色:担任这个角色的是工厂方法模式的核心,它是与应用程序无关的。任何在模式中创建对象的工厂类必须实现这个接口。
具体工厂角色:担任这个角色的是实现了抽象工厂接口的具体Java类,具体工厂角色含有与应用密切相关的逻辑,并且受到应用程序的调用以创建产品对象。
抽象产品角色:工厂方法模式所创建的对象的超类型,也就是产品对象的共同父类或共同拥有的接口。
具体产品角色:这个角色实现了抽象产品角色所申明的接口。工厂方法模式所创建的每一个对象都是某个具体产品角色的实例。
为了更好地理解抽象工厂模式,我们先引入两个概念:
(1) 产品等级结构:产品等级结构即产品的继承结构,如一个抽象类是电视机,其子类有海尔电视机、海信电视机、TCL电视机,则抽象电视机与具体品牌的电视机之间构成了一个产品等级结构,抽象电视机是父类,而具体品牌的电视机是其子类。
(2) 产品族:在抽象工厂模式中,产品族是指由同一个工厂生产的,位于不同产品等级结构中的一组产品,如海尔电器工厂生产的海尔电视机、海尔电冰箱,海尔电视机位于电视机产品等级结构中,海尔电冰箱位于电冰箱产品等级结构中,海尔电视机、海尔电冰箱构成了一个产品族。
角色上跟
下图所示是这个系统的产品等级结构与产品族示意图如图:
![](http://7xqch5.com1.z0.glb.clouddn.com/sjms3_21.png)
附上代码前先来看看完整的类图:
![](http://7xqch5.com1.z0.glb.clouddn.com/sjms3_3.jpg)
代码示例:
下面是抽象产品的角色Pizza的源代码:
下面是具体产品的角色SinglePizza的源代码:
下面是具体产品的角色FamilyPizza的源代码:
下面是抽象产品的角色Hamburger的源代码:
下面是具体产品的角色SingleHamburger的源代码:
下面是具体产品的角色FamilyHamburger的源代码:
下面是抽象工厂角色Factory的代码,这个角色是使用一个java接口实现,它声明了两个工厂方法,一个用来生产披萨,一个用来生产汉堡,并要求所有的具体工厂角色实现这个工厂方法:
下面是具体工厂角色SingleFactory的代码,这个角色现实了抽象工厂角色Factory所声明的工厂方法:
下面是具体工厂角色FamilyFactory的代码,这个角色现实了抽象工厂角色Factory所声明的工厂方法:
下面是客户端角色的源代码:
结果演示:
单人套餐披萨
单人套餐汉堡
家庭套餐披萨
家庭套餐汉堡
从上面 Main 函数来看的话,如果你想改用家庭套餐的话,你只需更改一行代码
factory = new FamilyFactory();
即可实现将套餐类型更改为家庭套餐,
抽象工厂在这种情况下是非常有用的,比如,如果要实现后台数据库从 Oracle 转换到 Sql Server,
则采用抽象工厂的思想实现是最好的。
下面总结一下抽象工厂的优缺点
首先,抽象工厂的话,其可以更加方便的实现交换一个产品系列,就像上面的 Demo 中可以轻易的实现从单人套餐上转换为家庭套餐,同时,客户端代码中依赖的是抽象,而非具体的实现,但是,抽象工厂也是有缺点的,其实这个缺点也很明显,那就是显得过于臃肿,上面的 Demo 尽管还只有两个产品族,类图就显得有些难看了,如果产品族一多的话,那么总的类数是成几倍的增加,这样使整个结构变得过于复杂,类的结构也会变得更为庞大。
总结
工厂方法模式和下抽象工厂模式对比:
工厂方法模式是一种极端情况的抽象工厂模式,而抽象工厂模式可以看成是工厂方法模式的推广。
工厂方法模式用来创建一个产品的等级结构,而抽象工厂模式是用来创建多个产品的等级结构。
工厂方法模式只有一个抽象产品类,而抽象工厂模式有多个抽象产品类。
工厂方法模式中具体工厂类只有一个创建方法,而抽象工厂模式中具体工厂类有多个创建方法。
优点
分离了具体的类。抽象工厂模式帮助你控制一个应用创建的对象的类,因为一个工厂封装创建产品对象的责任和过程。它将客户和类的实现分离,客户通过他们的抽象接口操纵实例,
aa83
产品的类名也在具体工厂的实现中被分离,它们不出现在客户代码中。
它使得易于交换产品系列。一个具体工厂类在一个应用中仅出现一次——即在它初始化的时候。这使得改变一个应用的具体工厂变得很容易。它只需改变具体的工厂即可使用不同的产品配置,这是因为一个抽象工厂创建了一个完整的产品系列,所以整个产品系列会立刻改变。
它有利于产品的一致性。当一个系列的产品对象被设计成一起工作时,一个应用一次只能使用同一个系列中的对象,这一点很重要,而抽象工厂很容易实现这一点。
缺点
难以支持新种类的产品。难以扩展抽象工厂以生产新种类的产品。这是因为抽象工厂几口确定了可以被创建的产品集合,支持新种类的产品就需要扩展该工厂接口,这将涉及抽象工厂类及其所有子类的改变。
到此,工厂模式中3种模式都学完了,那到底工厂模式的实现帮了我们什么?
系统可以在不修改具体工厂角色的情况下引进新的产品。
客户端不必关心对象如何创建,明确了职责。
更好的理解面向对象的原则,面向接口编程,而不要面向实现编程。
接着上一篇工厂方法模式说,现在披萨店生意很好,除了卖披萨,又卖汉堡,并且为了适用不同的客户群体,增加了单人套餐和家庭套餐。这种情况下多了一个产品汉堡,已经不适合用工厂方法模式了,这时候就要用到更加抽象化的抽象工厂模式来满足这个系统。
正文
抽象工厂模式概念
抽象工厂模式是所有形态的工厂模式中最为抽象和最具一般性的一种形态。抽象工厂模式可以向客户端提供一个接口,使得客户端在不必指定产品的具体类型的情况下,创建多个产品族中的产品对象。这就是抽象工厂的用意。
抽象工厂模式的结构
抽象工厂模式的简略类图如下:
![](http://7xqch5.com1.z0.glb.clouddn.com/sjms3_1.png)
从上图可以看出,
抽象工厂模式涉及到抽象工厂角色,具体工厂角色,抽象产品角色以及具体产品角色等四个角色:
抽象工厂角色:担任这个角色的是工厂方法模式的核心,它是与应用程序无关的。任何在模式中创建对象的工厂类必须实现这个接口。
具体工厂角色:担任这个角色的是实现了抽象工厂接口的具体Java类,具体工厂角色含有与应用密切相关的逻辑,并且受到应用程序的调用以创建产品对象。
抽象产品角色:工厂方法模式所创建的对象的超类型,也就是产品对象的共同父类或共同拥有的接口。
具体产品角色:这个角色实现了抽象产品角色所申明的接口。工厂方法模式所创建的每一个对象都是某个具体产品角色的实例。
为了更好地理解抽象工厂模式,我们先引入两个概念:
(1) 产品等级结构:产品等级结构即产品的继承结构,如一个抽象类是电视机,其子类有海尔电视机、海信电视机、TCL电视机,则抽象电视机与具体品牌的电视机之间构成了一个产品等级结构,抽象电视机是父类,而具体品牌的电视机是其子类。
(2) 产品族:在抽象工厂模式中,产品族是指由同一个工厂生产的,位于不同产品等级结构中的一组产品,如海尔电器工厂生产的海尔电视机、海尔电冰箱,海尔电视机位于电视机产品等级结构中,海尔电冰箱位于电冰箱产品等级结构中,海尔电视机、海尔电冰箱构成了一个产品族。
角色上跟
工厂方法模式差不多。只是比之前多了一个产品汉堡,并且具体工厂类划分是按照
产品族来划分的,这里划分为单人套餐(
SingleFactory)以及家庭套餐(
FamilyFactory),单人套餐工厂类可以生产单人套餐披萨和单人套餐汉堡。家庭套餐工厂类可以生产家庭套餐披萨和家庭套餐汉堡。
下图所示是这个系统的产品等级结构与产品族示意图如图:
![](http://7xqch5.com1.z0.glb.clouddn.com/sjms3_21.png)
附上代码前先来看看完整的类图:
![](http://7xqch5.com1.z0.glb.clouddn.com/sjms3_3.jpg)
代码示例:
下面是抽象产品的角色Pizza的源代码:
package com.factoryPattern.abstractFactory; /** * 抽象产品角色 * @author lxx * */ public interface Pizza { public void create(); }
下面是具体产品的角色SinglePizza的源代码:
package com.factoryPattern.abstractFactory; /** * 具体产品角色 * @author lxx * */ public class SinglePizza implements Pizza{ public void create(){ System.out.println("单人套餐披萨"); } }
下面是具体产品的角色FamilyPizza的源代码:
package com.factoryPattern.abstractFactory; /** * 具体产品角色 * @author lxx * */ public class FamilyPizza implements Pizza{ public void create(){ System.out.println("家庭套餐披萨"); } }
下面是抽象产品的角色Hamburger的源代码:
package com.factoryPattern.abstractFactory; /** * 抽象产品角色 * @author lxx * */ public interface Hamburger { public void create(); }
下面是具体产品的角色SingleHamburger的源代码:
package com.factoryPattern.abstractFactory; /** * 具体产品角色 * @author lxx * */ public class SingleHamburger implements Hamburger{ public void create(){ System.out.println("单人套餐汉堡"); } }
下面是具体产品的角色FamilyHamburger的源代码:
package com.factoryPattern.abstractFactory; /** * 具体产品角色 * @author lxx * */ public class FamilyHamburger implements Hamburger{ public void create(){ System.out.println("家庭套餐汉堡"); } }
下面是抽象工厂角色Factory的代码,这个角色是使用一个java接口实现,它声明了两个工厂方法,一个用来生产披萨,一个用来生产汉堡,并要求所有的具体工厂角色实现这个工厂方法:
package com.factoryPattern.abstractFactory; /** * 抽象工厂角色 * @author lxx * */ public interface Factory { public Pizza createPizza(); public Hamburger createHamburger(); }
下面是具体工厂角色SingleFactory的代码,这个角色现实了抽象工厂角色Factory所声明的工厂方法:
package com.factoryPattern.abstractFactory; /** * 具体工厂角色 * @author lxx * */ public class SingleFactory implements Factory{ public Pizza createPizza(){ return new SinglePizza(); } public Hamburger createHamburger(){ return new SingleHamburger(); } }
下面是具体工厂角色FamilyFactory的代码,这个角色现实了抽象工厂角色Factory所声明的工厂方法:
package com.factoryPattern.abstractFactory; /** * 具体工厂角色 * @author lxx * */ public class FamilyFactory implements Factory{ public Pizza createPizza(){ return new FamilyPizza(); } public Hamburger createHamburger(){ return new FamilyHamburger(); } }
下面是客户端角色的源代码:
package com.factoryPattern.abstractFactory; public class OrderPizza { public static void main(String[] args){ Factory factory=new SingleFactory(); Pizza pizza=factory.createPizza(); pizza.create(); Hamburger hamburger=factory.createHamburger(); hamburger.create(); factory=new FamilyFactory(); pizza=factory.createPizza(); pizza.create(); hamburger=factory.createHamburger(); hamburger.create(); } }
结果演示:
单人套餐披萨
单人套餐汉堡
家庭套餐披萨
家庭套餐汉堡
从上面 Main 函数来看的话,如果你想改用家庭套餐的话,你只需更改一行代码
factory = new FamilyFactory();
即可实现将套餐类型更改为家庭套餐,
抽象工厂在这种情况下是非常有用的,比如,如果要实现后台数据库从 Oracle 转换到 Sql Server,
则采用抽象工厂的思想实现是最好的。
下面总结一下抽象工厂的优缺点
首先,抽象工厂的话,其可以更加方便的实现交换一个产品系列,就像上面的 Demo 中可以轻易的实现从单人套餐上转换为家庭套餐,同时,客户端代码中依赖的是抽象,而非具体的实现,但是,抽象工厂也是有缺点的,其实这个缺点也很明显,那就是显得过于臃肿,上面的 Demo 尽管还只有两个产品族,类图就显得有些难看了,如果产品族一多的话,那么总的类数是成几倍的增加,这样使整个结构变得过于复杂,类的结构也会变得更为庞大。
总结
工厂方法模式和下抽象工厂模式对比:
工厂方法模式是一种极端情况的抽象工厂模式,而抽象工厂模式可以看成是工厂方法模式的推广。
工厂方法模式用来创建一个产品的等级结构,而抽象工厂模式是用来创建多个产品的等级结构。
工厂方法模式只有一个抽象产品类,而抽象工厂模式有多个抽象产品类。
工厂方法模式中具体工厂类只有一个创建方法,而抽象工厂模式中具体工厂类有多个创建方法。
优点
分离了具体的类。抽象工厂模式帮助你控制一个应用创建的对象的类,因为一个工厂封装创建产品对象的责任和过程。它将客户和类的实现分离,客户通过他们的抽象接口操纵实例,
aa83
产品的类名也在具体工厂的实现中被分离,它们不出现在客户代码中。
它使得易于交换产品系列。一个具体工厂类在一个应用中仅出现一次——即在它初始化的时候。这使得改变一个应用的具体工厂变得很容易。它只需改变具体的工厂即可使用不同的产品配置,这是因为一个抽象工厂创建了一个完整的产品系列,所以整个产品系列会立刻改变。
它有利于产品的一致性。当一个系列的产品对象被设计成一起工作时,一个应用一次只能使用同一个系列中的对象,这一点很重要,而抽象工厂很容易实现这一点。
缺点
难以支持新种类的产品。难以扩展抽象工厂以生产新种类的产品。这是因为抽象工厂几口确定了可以被创建的产品集合,支持新种类的产品就需要扩展该工厂接口,这将涉及抽象工厂类及其所有子类的改变。
到此,工厂模式中3种模式都学完了,那到底工厂模式的实现帮了我们什么?
系统可以在不修改具体工厂角色的情况下引进新的产品。
客户端不必关心对象如何创建,明确了职责。
更好的理解面向对象的原则,面向接口编程,而不要面向实现编程。
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