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【从零开始学设计模式】第四章_抽象工厂模式（与工厂方法模式区分）

2026/9/18 21:34:29 拓冰建站 浏览量
【从零开始学设计模式】第四章_抽象工厂模式（与工厂方法模式区分）

第四章_抽象工厂模式（与工厂模式区分）

1.介绍

1.1定义

为访问类提供一个创建一组相关或相互依赖对象的接口，且访问类无须指定所要产品的具体类 就能得到同族的不同等级的产品的模式结构；

1.2解决的问题

主要解决接口选择的问题。

1.3应用实例

  • 系统中有多个产品族， 每个具体工厂创建同族但属于不同等级的产品；
  • 系统一次只可能消费其中某一族产品，即同族的产品一起使用。

1、QQ 换皮肤，一整套一起换。 2、生成不同操作系统的程序。

1.5角色

  • 抽象产品（Abstract Product）：定义了一组产品对象的共同接口或抽象类，描述了产品对象的公共方法。

  • 具体产品（Concrete Product）：实现了抽象产品接口，定义了具体产品的特定行为和属性。

  • 抽象工厂（Abstract Factory）：声明了一组用于创建产品对象的方法，每个方法对应一种产品类型。抽象工厂可以是接口或抽象类。

  • 具体工厂（Concrete Factory）：实现了抽象工厂接口，负责创建具体产品对象的实例。

2.举例

创建 Shape 接口和实现这些接口的实体类。下一步是创建抽象工厂类 AbstractFactory。接着定义工厂类 ShapeFactory 和 ColorFactory，这两个工厂类都是实现了 AbstractFactory。然后创建一个工厂创造器/生成器类 FactoryProducer。

AbstractFactoryPatternDemo 类使用 FactoryProducer 来获取 AbstractFactory 对象。它将向 AbstractFactory 传递形状信息 Shape（CIRCLE / RECTANGLE / SQUARE），以便获取它所需对象的类型。同时它还向 AbstractFactory 传递颜色信息 Color（RED / GREEN / BLUE），以便获取它所需对象的类型。

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  • 步骤1：为形状和颜色创建一个接口
public interface Shape {void draw();
}

public interface Color {void fill();
}
  • 步骤2：分别创建实现形状和颜色的实体类
//实现形状接口的实体类
public class Rectangle implements Shape {@Overridepublic void draw() {System.out.println("Inside Rectangle::draw() method.");}
}public class Square implements Shape {@Overridepublic void draw() {System.out.println("Inside Square::draw() method.");}
}public class Circle implements Shape {@Overridepublic void draw() {System.out.println("Inside Circle::draw() method.");}
}

//实现颜色接口的实体类
public class Red implements Color {@Overridepublic void fill() {System.out.println("Inside Red::fill() method.");}
}public class Green implements Color {@Overridepublic void fill() {System.out.println("Inside Green::fill() method.");}
}public class Blue implements Color {@Overridepublic void fill() {System.out.println("Inside Blue::fill() method.");}
}
  • 步骤3：为Color和Shape接口对象创建抽象类来获取工厂
public abstract class AbstractFactory {public abstract Color getColor(String color);public abstract Shape getShape(String shape);
}
  • 步骤4：创建继承AbstractFactory的工厂类，基于给定的信息生成实体类的对象
//ShapeFactory：Shape工厂
public class ShapeFactory extends AbstractFactory {@Overridepublic Shape getShape(String shapeType){if(shapeType == null){return null;}        if(shapeType.equalsIgnoreCase("CIRCLE")){return new Circle();} else if(shapeType.equalsIgnoreCase("RECTANGLE")){return new Rectangle();} else if(shapeType.equalsIgnoreCase("SQUARE")){return new Square();}return null;}@Overridepublic Color getColor(String color) {return null;}
}

//ShapeFactory：Shape工厂
public class ColorFactory extends AbstractFactory {@Overridepublic Shape getShape(String shapeType){return null;}@Overridepublic Color getColor(String color) {if(color == null){return null;}        if(color.equalsIgnoreCase("RED")){return new Red();} else if(color.equalsIgnoreCase("GREEN")){return new Green();} else if(color.equalsIgnoreCase("BLUE")){return new Blue();}return null;}
}
  • 步骤5：创建一个工厂创造器，通过传递形状或颜色信息来获取指定的工厂
public class FactoryProducer {public static AbstractFactory getFactory(String choice){if(choice.equalsIgnoreCase("SHAPE")){return new ShapeFactory();} else if(choice.equalsIgnoreCase("COLOR")){return new ColorFactory();}return null;}
}
  • 消费者：通过FactoryProducer来获取AbstracFactory，进而通过传递类型信息来获取实体类对象
public class AbstractFactoryPatternDemo {public static void main(String[] args) {//获取形状工厂AbstractFactory shapeFactory = FactoryProducer.getFactory("SHAPE");//获取形状为 Circle 的对象Shape shape1 = shapeFactory.getShape("CIRCLE");//调用 Circle 的 draw 方法shape1.draw();//获取形状为 Rectangle 的对象Shape shape2 = shapeFactory.getShape("RECTANGLE");//调用 Rectangle 的 draw 方法shape2.draw();//获取形状为 Square 的对象Shape shape3 = shapeFactory.getShape("SQUARE");//调用 Square 的 draw 方法shape3.draw();//获取颜色工厂AbstractFactory colorFactory = FactoryProducer.getFactory("COLOR");//获取颜色为 Red 的对象Color color1 = colorFactory.getColor("RED");//调用 Red 的 fill 方法color1.fill();//获取颜色为 Green 的对象Color color2 = colorFactory.getColor("GREEN");//调用 Green 的 fill 方法color2.fill();//获取颜色为 Blue 的对象Color color3 = colorFactory.getColor("BLUE");//调用 Blue 的 fill 方法color3.fill();}
}

  • 执行结果

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3.优缺点

3.1优点

  • 可以在类的内部对产品族中相关联的多等级产品共同管理，而不必专门引入多个新的类进行管理；
  • 当增加一个新的产品族时不需要修改原代码，满足开闭原则。

3.2缺点

  • 当产品族中需要增加一个新的产品时，所有的工厂类都需要进行修改。

4.小结

  • 工厂模式和抽象工厂的异同
    • 工厂模式和抽象工厂都是创建对象的设计模式
    • 创建对象的方式和对象的组织结构不同
      • 工厂模式式通过一个工厂类来创建一个具体的对象
      • 抽象工厂是通过一组相关的工厂来创建一组相关的对象
      • 工厂模式只适用于单一产品的创建
      • 抽象工厂适用于一组相关产品的创建

祥讲创建对象的过程：

  • 工厂模式：定义了一个用于创建对象的接口（工厂），让其具体的工厂子类决定实例化哪个类：使得一个类的实例化延迟到其子类；适用于创建的对象比较少的情况

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  • 抽象工厂：定义了一个工厂创作器（用于创建指定的工厂，里面包含多个工厂），进而通过该工厂创建具体的产品

访问类提供一个创建一组相关或相互依赖对象的接口，且==访问类无须指定所要产品的具体类==就能得到同族的不同等级的产品的模式结构；

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