抽象工厂模式：设计模式中的工厂之道

技术拾光者
94 阅读3分钟

在软件开发中，设计模式是一种行之有效的解决方案，用于解决常见的设计问题。抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）是创建型设计模式之一，主要用于创建一系列相关或相互依赖的对象，而无需指定具体的类。

抽象工厂模式提供一个接口，用于创建相关或依赖对象的家族，而无需明确指定具体类。它允许客户端使用抽象接口来创建一组相关的对象，而不是直接实例化具体类。

一，抽象工厂模式的结构

抽象工厂模式通常包含以下几个部分：

  • 抽象产品（AbstractProduct）：为一类产品对象声明接口。
  • 具体产品（ConcreteProduct）：定义一个将被具体工厂创建的产品对象，实现抽象产品接口。
  • 抽象工厂（AbstractFactory）：声明创建抽象产品对象的操作。
  • 具体工厂（ConcreteFactory）：实现创建具体产品对象的操作。
  • 客户端（Client）：仅通过抽象工厂和抽象产品接口来使用这些产品对象。

UML类图：

50cb2d591d45ef938ecbb9f828e8bfd5.jpeg

二，抽象工厂模式的实现

下面是一个简单的抽象工厂模式的实现示例，假设我们有一个家具工厂，可以生产不同风格的椅子和沙发。

抽象产品

// Chair.java
public interface Chair {
    void sitOn();
}

// Sofa.java
public interface Sofa {
    void lieOn();
}

具体产品

// VictorianChair.java
public class VictorianChair implements Chair {
    @Override
    public void sitOn() {
        System.out.println("Sitting on a Victorian chair.");
    }
}

// ModernChair.java
public class ModernChair implements Chair {
    @Override
    public void sitOn() {
        System.out.println("Sitting on a Modern chair.");
    }
}

// VictorianSofa.java
public class VictorianSofa implements Sofa {
    @Override
    public void lieOn() {
        System.out.println("Lying on a Victorian sofa.");
    }
}

// ModernSofa.java
public class ModernSofa implements Sofa {
    @Override
    public void lieOn() {
        System.out.println("Lying on a Modern sofa.");
    }

抽象工厂

// FurnitureFactory.java
public interface FurnitureFactory {
    Chair createChair();
    Sofa createSofa();
}

具体工厂

// VictorianFurnitureFactory.java
public class VictorianFurnitureFactory implements FurnitureFactory {
    @Override
    public Chair createChair() {
        return new VictorianChair();
    }

    @Override
    public Sofa createSofa() {
        return new VictorianSofa();
    }
}

// ModernFurnitureFactory.java
public class ModernFurnitureFactory implements FurnitureFactory {
    @Override
    public Chair createChair() {
        return new ModernChair();
    }

    @Override
    public Sofa createSofa() {
        return new ModernSofa();
    }
}

客户端代码

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        FurnitureFactory factory = new VictorianFurnitureFactory();
        Chair chair = factory.createChair();
        Sofa sofa = factory.createSofa();

        chair.sitOn();
        sofa.lieOn();

        factory = new ModernFurnitureFactory();
        chair = factory.createChair();
        sofa = factory.createSofa();

        chair.sitOn();
        sofa.lieOn();
    }
}

三，抽象工厂模式的优缺点

优点

  • 抽象性：客户端代码与具体产品类解耦，通过抽象接口来创建对象。
  • 一致性：确保产品族中的对象相互兼容。
  • 可扩展性：添加新的产品族时，只需添加新的具体工厂和产品类。

缺点

  • 复杂性：增加了系统的复杂性，尤其是当产品族和产品种类较多时。
  • 扩展困难：如果需要添加新的产品类型，必须修改抽象工厂接口及其所有子类。

四，结语

抽象工厂模式是一种强大且灵活的设计模式，适用于需要创建一系列相关或相互依赖对象的场景。它通过提供抽象接口，使得客户端代码与具体产品类解耦，从而提高了系统的可扩展性和维护性。然而，在使用时也需要权衡其带来的复杂性，确保在合适的场景中应用。

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