《设计模式之禅》读书笔记(四)之抽象工厂模式
一、抽象工厂模式的定义
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，而且无需指定他们的具体类。)
抽象工厂模式的通用类图如下：
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时一种非常好的解决方式。
在抽象工厂模式中，有一个产品族的概念：所谓的产品族，是指位于不同产品等级结构中功能相关联的产品组成的家族。抽象工厂模式所提供的一系列产品就组成一个产品族；而工厂方法提供的一系列产品称为一个等级结构。例如制造汽车的左侧门和右侧门，这两个的数量应该是相等的——这是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的。源码实现如下：
1. 抽象产品类
1.1 产品A的抽象产品类：
package definationAbstractFactoryPattern;
/**
* @Title: AbstractProductA
* @description: 抽象产品实现类A
* @author: gaoyakang
* @date: 2017年11月19日 下午8:52:58
*
*/
public abstract class AbstractProductA {
//每个产品共有的方法
public void shareMethod() {
}
//每个产品相同方法，不同实现
public abstract void doSomething();
}
1.2 产品B的抽象产品类：
package definationAbstractFactoryPattern;
/**
* @Title: AbstractProductB
* @description: 抽象产品实现类B
* @author: gaoyakang
* @date: 2017年11月19日 下午8:59:08
*
*/
public abstract class AbstractProductB {
//每个产品共有的方法
public void shareMethod() {
}
//每个产品相同方法，不同实现
public abstract void doSomething();
}
2. 产品实现类
package definationAbstractFactoryPattern;
/**
* @Title: ProductA1
* @description: 产品A1的实现类
* @author: gaoyakang
* @date: 2017年11月19日 下午8:54:37
*
*/
public class ProductA1 extends AbstractProductA{
@Override
public void doSomething() {
System.out.println("产品A1的实现方法");
}
}
package definationAbstractFactoryPattern;
/**
* @Title: ProductA2
* @description: 产品A2的实现类
* @author: gaoyakang
* @date: 2017年11月19日 下午8:55:49
*
*/
public class ProductA2 extends AbstractProductA{
@Override
public void doSomething() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("产品A2的实现方法");
}
}
package definationAbstractFactoryPattern;
/**
* @Title: ProductB1
* @description: 产品B1的实现类
* @author: gaoyakang
* @date: 2017年11月19日 下午8:59:48
*
*/
public class ProductB1 extends AbstractProductB{
@Override
public void doSomething() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("产品B1的实现方法");
}
}
package definationAbstractFactoryPattern;
/**
* @Title: ProductB2
* @description: 产品B2的实现类
* @author: gaoyakang
* @date: 2017年11月19日 下午8:59:48
*
*/
public class ProductB2 extends AbstractProductB{
/* (non-Javadoc)
* @see definationAbstractFactoryPattern.AbstractProductB#doSomething()
*/
@Override
public void doSomething() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("产品B1的实现方法");
}
}
3. 抽象工厂类
有N个产品族，在抽象工厂类中就应该有N个创建方法
package definationAbstractFactoryPattern;
/**
* @Title: AbstractCreator
* @description: 抽象工厂类
* @author: gaoyakang
* @date: 2017年11月19日 下午8:57:12
*
*/
public abstract class AbstractCreator {
//创建A产品家族
public abstract AbstractProductA createProductA();
//创建B产品家族
public abstract AbstractProductB createProductB();
}
4. 产品的实现类
创建产品是由具体的实现类来完成的
4.1 产品等级1的实现类
package definationAbstractFactoryPattern;
/**
* @Title: Creator1
* @description: 生产产品等级1的产品
* @author: gaoyakang
* @date: 2017年11月19日 下午9:04:09
*
*/
public class Creator1 extends AbstractCreator{
@Override
public AbstractProductA createProductA() {
//只生产产品等级为1的A产品
return new ProductA1();
}
@Override
public AbstractProductB createProductB() {
//只生产产品等级为1的B产品
return new ProductB1();
}
}
4.2 产品等级2的实现类
package definationAbstractFactoryPattern;
/**
* @Title: Creator2
* @description: 生产产品等级2的产品
* @author: gaoyakang
* @date: 2017年11月19日 下午9:06:03
*
*/
public class Creator2 extends AbstractCreator{
@Override
public AbstractProductA createProductA() {
//只生产产品等级为2的A产品
return new ProductA2();
}
@Override
public AbstractProductB createProductB() {
//只生产产品等级为2的B产品
return new ProductB2();
}
}
5. 场景类
package definationAbstractFactoryPattern;
/**
* @Title: Client
* @description: 场景类
* @author: gaoyakang
* @date: 2017年11月19日 下午9:08:45
*
*/
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//定义出两个工厂
AbstractCreator creator1=new Creator1();
AbstractCreator creator2=new Creator2();
//产生A1对象
AbstractProductA a1=creator1.createProductA();
//产生A2对象
AbstractProductA a2=creator2.createProductA();
//产生B1对象
AbstractProductB b1=creator1.createProductB();
//产品B2对象
AbstractProductB b2=creator2.createProductB();
a1.doSomething();
a2.doSomething();
b1.doSomething();
b2.doSomething();
}
}
二、抽象工厂模式的应用
抽象工厂模式的优点
- 封装性：不用关心对象是如何创建出来的，而只需要关心接口的。
- 产品族内的约束为非公开状态：例如男女比例为1.2：1，那么这个关系只要在工厂类中实现就可以了，而高层模块调用时不用关心这个约束。
抽象工厂模式的缺点
最大的缺点是产品族的扩展十分困难，例如我需要增加一个产品C，那么首先我需要增加一个抽象产品类AbstractProductC，其次增加产品C各等级的实现类，最后AbstractCreator还需要增加一个方法createProductC()，并且两个产品等级的实现类也需要有相应的修改，这严重影响了开闭原则。
抽象工厂模式的使用场景
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。
抽象工厂模式的注意事项
抽象工厂模式的缺点是产品族的扩展困难，而不是产品等级的扩展困难。该模式下，产品等级是容易扩展的，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。在只扩展产品等级这一点上看，抽象工厂模式是符合开闭原则的。
三、书中女娲造人例子源码
简而言之，这个例子是制造制造三种肤色的人，且人有男女之分。
1. 人种接口
/**
* @Title: Human
* @description: 人种接口
* @author: gaoyakang
* @date: 2017年11月13日 上午7:21:02
*
*/
public interface Human {
//每个人有相应的颜色
public void getColor();
//每个人都会说话
public void talk();
//每个人都有性别
public void getSex();
}
2. 白色人种
/**
* @Title: AbstractWhiteHuman
* @description:
* @author: gaoyakang
* @date: 2017年11月13日 上午7:22:33
*
*/
public abstract class AbstractWhiteHuman implements Human{
public void getColor() {
System.out.println("白色人种的皮肤都是白色的！");
}
public void talk() {
System.out.println("白色人种会说话，一般都是单字节!");
}
}
3. 黑色人种
/**
* @Title: AbstractBlackHuman
* @description:
* @author: gaoyakang
* @date: 2017年11月13日 上午7:24:57
*
*/
public abstract class AbstractBlackHuman implements Human {
@Override
public void getColor() {
System.out.println("黑色人种的皮肤都是黑色的!");
}
@Override
public void talk() {
System.out.println("黑人会说话，一般人听不懂。");
}
}
4. 黄色人种
/**
* @Title: AbstractYellowHuman
* @description:
* @author: gaoyakang
* @date: 2017年11月15日 上午6:58:18
*
*/
public abstract class AbstractYellowHuman implements Human{
@Override
public void getColor() {
System.out.println("黄色人种的皮肤是黄色的！");
}
@Override
public void talk() {
System.out.println("黄色人种会说话，一般说的是双音节。");
}
}
5. 各种肤色人种不同性别的实现类
因为有三种肤色两种性别所以一共有6个实现类
5.1 黄色女性人种
/**
* @Title: FamaleYellowHuman
* @description:
* @author: gaoyakang
* @date: 2017年11月15日 上午7:04:43
*
*/
public class FemaleYellowHuman extends AbstractYellowHuman{
@Override
public void getSex() {
System.out.println("黄人女性");
}
}
5.2 黄色男性人种
/**
* @Title: MaleYellowHuman
* @description:
* @author: gaoyakang
* @date: 2017年11月15日 上午7:05:36
*
*/
public class MaleYellowHuman extends AbstractYellowHuman{
@Override
public void getSex() {
System.out.println("黄人男性");
}
}
5.3 白色女性人种
/**
* @Title: FemaleWhiteHuman
* @description:
* @author: gaoyakang
* @date: 2017年11月15日 上午7:07:49
*
*/
public class FemaleWhiteHuman extends AbstractWhiteHuman{
@Override
public void getSex() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("白人女性");
}
}
5.4 白色男性人种
/**
* @Title: MaleWhiteHuman
* @description:
* @author: gaoyakang
* @date: 2017年11月15日 上午7:08:24
*
*/
public class MaleWhiteHuman extends AbstractWhiteHuman{
@Override
public void getSex() {
System.out.println("白人男性");
}
}
5.5 黑色女性人种
/**
* @Title: FemaleBlackHuman
* @description:
* @author: gaoyakang
* @date: 2017年11月15日 上午7:06:40
*
*/
public class FemaleBlackHuman extends AbstractBlackHuman{
@Override
public void getSex() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("黑人女性");
}
}
5.6 黑色男性人种
/**
* @Title: MaleBlackHuman
* @description:
* @author: gaoyakang
* @date: 2017年11月15日 上午7:07:16
*
*/
public class MaleBlackHuman extends AbstractBlackHuman{
@Override
public void getSex() {
System.out.println("黑人男性");
}
}
6. 八卦炉的定义
/**
* @Title: HumanFactory
* @description:
* @author: gaoyakang
* @date: 2017年11月16日 下午9:13:48
*
*/
public interface HumanFactory {
//制造一个黄色人种
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();
}
7. 生产女性的八卦炉
/**
* @Title: FemaleFactory
* @description:
* @author: gaoyakang
* @date: 2017年11月16日 下午9:15:22
*
*/
public class FemaleFactory implements HumanFactory{
@Override
public Human createYellowHuman() {
return new FemaleYellowHuman();
}
@Override
public Human createWhiteHuman() {
return new FemaleWhiteHuman();
}
@Override
public Human createBlackHuman() {
return new FemaleBlackHuman();
}
}
8. 生产男性的八卦炉
/**
* @Title: MaleFactory
* @description:
* @author: gaoyakang
* @date: 2017年11月16日 下午10:02:02
*
*/
public class MaleFactory implements HumanFactory{
@Override
public Human createYellowHuman() {
return new MaleYellowHuman();
}
@Override
public Human createWhiteHuman() {
return new MaleWhiteHuman();
}
@Override
public Human createBlackHuman() {
return new MaleBlackHuman();
}
}
9. 具体场景类（女娲造人）
/**
* @Title: NvWa
* @description:
* @author: gaoyakang
* @date: 2017年11月16日 下午10:04:11
*
*/
public class NvWa {
public static void main(String[] args) {
//第一条生产线，男性生产线
HumanFactory maleHumanFactory=new MaleFactory();
//第二条生产线，女性生产线
HumanFactory feMaleHumanFactory=new MaleFactory();
Human maleYellowHuman=maleHumanFactory.createYellowHuman();
maleYellowHuman.getColor();
maleYellowHuman.getSex();
maleYellowHuman.talk();
Human femaleYellowHuman=feMaleHumanFactory.createYellowHuman();
femaleYellowHuman.getColor();
femaleYellowHuman.getSex();
femaleYellowHuman.talk();
}
}