Java 设计模式之抽象工厂模式(三)

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一、前言

上篇文章 《Java 设计模式之工厂模式(二)》,介绍了简单工厂模式和工厂方法模式,本篇将继续介绍工厂模式中的最后一个模式--抽象工厂模式。

二、简单介绍

抽象工厂模式是所有形态的工厂模式中最为抽象的。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(不是指实现类)的情况下,能够创建多个产品族的产品对象。

产品族可以通入下图理解:

在上图中,有多个发动机、轮胎和座椅,它们都可以看作是单独的产品,我们将发动机、轮胎和座椅组成一个产品族,用于区分其他的发动机、轮胎和座椅。

每个产品族又可以划分成高端、中端和低端系列产品。

三、实现方式

我们现在通过代码实现不同产品族中每个产品的创建。我们以高端和低端产品族为例。

发动机接口和实现类:

public interface Engine {



    void run();

}



class HighEndEngine implements Engine {



    @Override

    public void run() {

        System.out.println("高端发动机,启动快");

    }

    

}



class LowEndEngine implements Engine {

    @Override

    public void run() {

        System.out.println("低端发动机,启动慢");

    }

}

轮胎接口和实现类:

public interface Tyre {



    void use();

}



class HighEndTyre implements Tyre {



    @Override

    public void use() {

        System.out.println("高端轮胎,耐磨防滑");

    }

    

}



class LowEndTyre implements Tyre {



    @Override

    public void use() {

        System.out.println("低端轮胎,磨损大,易打滑");

    }

    

}

座椅接口和实现类:

public interface Seat {



    void feel();

}



class HighEndSeat implements Seat {



    @Override

    public void feel() {

        System.out.println("高端座椅,坐着舒适");

    }

    

}



class LowEndSeat implements Seat {



    @Override

    public void feel() {

        System.out.println("低端座椅,坐旧难受");

    }

    

}

工厂模式的前提:创建的实例通常都具有共同的父类,此处使用接口作为“父类”。

如果使用工厂方法模式,代码如下:

public interface EngineFactory {

    Engine createEngine();

}



public interface TyreFactory {

    Tyre createTyre();

}



public interface SeatFactory{

    Seat createSeat();

}

...

发动机、轮胎、座椅 3 个产品需要创建 3 个抽象工厂与 6 个实现类(高端和低端)。

客户端调用:

public class Client {



    public static void main(String[] args) {

        EngineFactory ef = new HighEndEngineFactory();

        Engine engine = ef.createEngine();



        TyreFactory tf = new HighEndTyreFactory();

        Tyre tyre = tf.createTyre();

        

        SeatFactory sf = new HighEndEngineSeatFactory();

        Seat seat = sf.createSeat();

        

    }

}

如果需要拼装一辆高端的轿车,客户端需要创建 3 个高端的工厂获取发动机、轮胎和座椅才能完成需求。这样客户端就与多个类进行耦合,违反了迪米特法则。

假设,高端产品族新增一个安全锁的产品,我们又要新建相应的抽象工厂和子类工厂,项目结构的复杂度大大增加。因此,简单工厂模式和工厂方法模式只适用于创建某一类对象,对于产品族维度划分的产品创建的操作就显得繁琐了。

如果使用抽象工厂模式,我们站在产品族内部结构的角度思考,抽象工厂中方法对应产品结构,而具体工厂对应产品族中的各个产品,那么需求实现起来就轻松许多了。

工厂接口:

public interface CarFactory {



    Engine createEngine();

    

    Tyre createTyre();

    

    Seat createSeat();

}

工厂实现类:

public class HighEndCarFactory implements CarFactory {



    @Override

    public Engine createEngine() {

        return new HighEndEngine();

    }



    @Override

    public Tyre createTyre() {

        return new HighEndTyre();

    }



    @Override

    public Seat createSeat() {

        return new HighEndSeat();

    }





}



public class LowEndCarFactory implements CarFactory {



    @Override

    public Engine createEngine() {

        return new LowEndEngine();

    }



    @Override

    public Tyre createTyre() {

        return new LowEndTyre();

    }



    @Override

    public Seat createSeat() {

        return new LowEndSeat();

    }



}

客户端调用:

public class Client {



    public static void main(String[] args) {

        CarFactory cf = new HighEndCarFactory();

        

        Engine engine = cf.createEngine();

        

        Tyre tyre = cf.createTyre();

        

        Seat seat = cf.createSeat();

    }

}

这种实现方式对应上文的内容:客户端在不必指定产品的具体类型(发动机、轮胎、座椅)的情况下,能够创建多个产品族的产品对象。当产品族中新增几个产品,只需创建产品类以及在对应的工厂类中添加对应的方法即可。

在使用设计模式时,很难遵循五大原则和一大法则。我们使用设计模式是为了让代码具有可复用性、可扩展性和灵活性,不能一味地守着这几个规定,从而限制自己对编程的想象和发挥。因此,需要使用怎样的设计模式还得根据项目的实际需求来衡量选择。