设计模式之抽象工厂模式

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介绍

工厂方法模式引入工厂等级结构,解决了简单工厂模式中工厂类职责过重的问题,但由于工厂方法模式中每个工厂只创建一类具体类的对象,这将会导致系统当中的工厂类过多,这势必会增加系统的开销。此时,我们可以考虑将一些相关的具体类组成一个“具体类族”,由同一个工厂来统一生产,这就是我们本文要说的“抽象工厂模式”的基本思想。抽象工厂模式(Abstract Factory Pattern)是围绕一个超级工厂创建其他工厂。该超级工厂又称为其他工厂的工厂。这种类型的设计模式属于创建型模式,它提供了一种创建对象的最佳方式。

在抽象工厂模式中,接口是负责创建一个相关对象的工厂,不需要显式指定它们的类。每个生成的工厂都能按照工厂模式提供对象。

实现

先定义一个抽象原料工厂:

public interface FoodFactory {
Egg provideEgg();
Fruit provideFruit();
}

每个店对应的具体工厂:

public class CenterFoodFactory implements FoodFactory {
@Override
public Egg provideEgg() {
return new NormalEgg();
}
@Override
public Fruit provideFruit() {
return new StrawberryFruit();
}
}
​
public class CollegeFoodFactory implements FoodFactory {
@Override
public Egg provideEgg() {
return new SpecialEgg();
}
@Override
public Fruit provideFruit() {
return new MongoFruit();
}
}

具体的类:

public abstract class Cake {
String name;
Fruit fruit;
Egg egg;
​
abstract void prepare();
void bake(){
System.out.println("bake");
}
void box(){
System.out.println("box");
}
​
public String getName() {
return name;
}
public Fruit getFruit(){
return fruit;
}
public Egg getEgg(){
return egg;
}
}
public class CenterFruitCake extends Cake {
public CenterFruitCake(){
name = ;
}
@Override
public void prepare(){
FoodFactory foodFactory = new CenterFoodFactory();
fruit = foodFactory.provideFruit();
egg = foodFactory.provideEgg();
}
}
​
public class CollegeFruitCake extends Cake {
public CollegeFruitCake(){
name = ;
}
@Override
public void prepare(){
FoodFactory foodFactory = new CollegeFoodFactory();
fruit = foodFactory.provideFruit();
egg = foodFactory.provideEgg();
}
}
​
public class CenterCakeStore extends CakeStore {
@Override
protected Cake createCake(String type) {
Cake cake = null;
if ("cheese".equals(type)) {
cake = new CenterCheeseCake();
} else if ("fruit".equals(type)) {
cake = new CenterFruitCake();
} else if ("cream".equals(type)) {
cake = new CenterCreamCake();
}
return cake;
}
}
​
​
public class CollegeCakeStore extends CakeStore {
@Override
protected Cake createCake(String type) {
Cake cake = null;
if ("cheese".equals(type)) {
cake = new CollegeCheeseCake();
} else if ("fruit".equals(type)) {
cake = new CollegeFruitCake();
} else if ("cream".equals(type)) {
cake = new CollegeCreamCake();
}
return cake;
}
}

客户端代码:

public class Client {
public static void main(String[] args) {
CakeStore cakeStore = new CollegeCakeStore();//这里可通过引入配置文件更改
cakeStore.orderCake("fruit");
}
}

抽象工厂模式的优点与缺点:

优点:

  • 易于交换产品系列,由于具体工厂类,在一个应用中只需要在初始化的时候出现一次,这就使得改变一个应用的具体工厂变得非常容易,它只需要改变具体工厂即可使用不同的产品配置。
  • 它让具体的创建实例过程与客户端分离,客户端是通过它们的抽象接口操纵实例,产品的具体类名也被具体工厂的实现分离,不会出现在客户代码中。

缺点:

  • 在添加新的产品对象时,难以扩展抽象工厂来生产新种类的产品,这是因为在抽象工厂角色中规定了所有可能被创建的产品集合,要支持新种类的产品就意味着要对该接口进行扩展,而这将涉及到对抽象工厂角色及其所有子类的修改,显然会带来较大的不便。
  • 开闭原则的倾斜性。 (1) 增加产品族: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。 (2) 增加新的产品等级结构:对于增加新的产品等级结构,需要修改所有的工厂角色,包括抽象工厂类,在所有的工厂类中都需要增加生产新产品的方法,违背了“开闭原则”。

适用情况

抽象工厂模式适用情况包括: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;系统中有多于一个的产品族,而每次只使用其中某一产品族;属于同一个产品族的产品将在一起使用;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具体实现。