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weishuguangeye:
写的非常好,总结的也非常好!感谢!
初学Java设计模式随记 -- 抽象工厂(Abstract Factory)模式
抽象工厂(Abstract Factory)模式的定义如下:
1. 用意: 提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口,而无需指定它们具体的类。
(Provide an interface for creating families of related or dependent objects without specifying their concrete classes.)
2. 参与者:(5种角色)
• 抽象工厂(AbstractFactory): 声明一个创建抽象产品对象的操作接口。
• 具体工厂(ConcreteFactory): 实现创建具体产品对象的操作。
• 抽象产品(AbstractProduct): 为一类产品对象声明一个接口。
• 具体产品(ConcreteProdcut): 定义一个将被相应的具体工厂创建的产品对象。实现抽象产品(AbstractProduct)接口。
• 客户端(Client):仅使用由抽象工厂(AbstractFactory)和抽象产品(AbstractProduct)类声明的接口。
在刚看到客户端(client)这个角色的时候,有点迷惑,不知道客户端(client)在抽象工厂模式中是什么作用?
它与之前学习“简单工厂模式”和“工厂方法模式”时,写的那例子(1~7)中的客户端(Customer)是否一样?是代表的同一个意思吗?如果一样,为什么工厂方法模式里没有客户端(client)这个参与者呢?
在GOF的设计模式中,包含了“客户端(Client)”这个参与者;而在阎宏的《Java与模式》中没有包含“客户端(Client)”这个参与者。
后来,似乎明白了,客户端(client)应该会使用抽象工厂来将抽象产品给组装起来,并为使用抽象工厂模式的客户端(Customer)提供了一个调用接口。在下面的例子8中将来理解客户端(client)的作用。
其实在很多资料的例子中,都将客户端(Client)合并到了抽象工厂中,也有合并到客户端(Customer)中的。
3. 结构:
图1:在GoF的设计模式中(类似下面的形式)
图2:在阎宏的《Java与模式》中(类似下面的形式)
看到抽象工厂模式,总是会拿工厂方法模式与它作比较。
这两个模式有四个相同的角色:
抽象工厂(AbstractFactory)--->具体工厂(ConcreteFactory)
抽象产品(AbstractProduct)--->具体产品(ConcreteProdcut)
那么,这两个模式有什么不同呢?
看看用意有什么不同:
1.工厂方法模式:定义一个用于创建对象的接口,让子类决定实例化哪一个类。Factory Method使一个类的实例化延迟到其子类。
(Define an interface for creating an object, but let subclasses decide which class to instantiate. Factory Method lets a class defer instantiation to subclasses.)
2.抽象工厂模式:提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口,而无需指定它们具体的类。
(Provide an interface for creating families of related or dependent objects without specifying their concrete classes.)
通过这两个模式的用意,可以看出:
1.工厂方法模式是用来创建一个产品对象的,也就是说,每个抽象工厂是用来创建一种抽象产品对象,继承抽象工厂的每个具体工厂是用来创建一种具体产品对象的。
2.抽象工厂模式是用来创建多个(一套或一系列)产品对象的,也就是说,每个抽象工厂是用来创建多种(一套或一系列)抽象产品对象,继承抽象工厂的每个具体工厂都可以用来创建多种(一套或一系列)具体产品对象的。
依然以“生产汽车”为例,那么,
1.工厂方法模式下,每个汽车是一个产品对象(发动机,车门等汽车零部件都被看作是汽车的属性)。
工厂生产汽车的过程,实际上只是组装汽车零部件的过程。
2.抽象工厂模式下,每个汽车由一套汽车零部件产品对象(发动机,车门等都是产品,不再是属性)组成的。
工厂生产汽车的过程,就变成了,先生产各个汽车零部件产品,然后再组装汽车零部件的过程。
在阎宏的《JAVA与模式》 中是这么说的:
抽象工厂模式与工厂方法模式的最大区别就在于,工厂方法模式针对的是一个产品等级结构;而抽象工厂模式则需要面对多个产品等级机构。
“产品等级结构”这个词给人感觉很抽象。
1.什么是一个产品等级结构?
奥迪A6,奥迪A8,甚至加上宝马X6,可以看作是一个产品等级的,因为他们都是汽车。
红色的奥迪A6,黑色的奥迪A8,甚至加上宝马,也可以被看作是一个产品等级的,因为它们都是汽车。
图3:
上面每种汽车的发动机,奥迪A6的发动机,奥迪A8的发动机,(这里假设发动机的型号不同),也同样可以被看作是一个产品等级的,因为它们都是发动机。
图4:
2.什么是多个产品等级机构?
奥迪A6的发动机,奥迪A6的车门,奥迪A6的轮胎,这些是多个产品等级结构的,因为它们是不同类的产品。
也就是说发动机,车门,轮胎以及其他的汽车部件各自代表了一类产品,不存在继承和实现的关系,没有什么交集。
它们之间是一种平行关系,但是它们之间组合起来,就可以组成一个汽车(一个产品族)。
一个奥迪A6汽车就是一系列的奥迪A6的发动机、奥迪A6的车门、奥迪A6的轮胎等其他汽车零部件产品的组合。
图5:
抽象工厂模式的例子和Java实现:
顾客想购买一汽大众的汽车,汽车的发动机和车身,也要求是对应的型号。
A想购买奥迪A6,顾客A想购买奥迪A8。例子8:
汽车发动机(抽象产品):
/* * 汽车发动机(抽象产品) */ public interface Engine { }
奥迪A6的发动机(具体产品):
/* * 奥迪A6的发动机(具体产品) */ public class AudiA6Engine implements Engine{ public String toString(){ return "奥迪A6发动机"; } }
奥迪A8的发动机(具体产品):
/* * 奥迪A8的发动机(具体产品) */ public class AudiA8Engine implements Engine{ public String toString(){ return "奥迪A8发动机"; } }
汽车车身(抽象产品):
/* * 汽车车身(抽象产品) */ public interface CarBody { }
奥迪A6的车身(具体产品):
/* * 奥迪A6的车身(具体产品) */ public class AudiA6CarBody implements CarBody { public String toString(){ return "奥迪A6车身"; } }
奥迪A8的车身(具体产品):
/* * 奥迪A8的车身(具体产品) */ public class AudiA8CarBody implements CarBody { public String toString(){ return "奥迪A8车身"; } }
一汽大众工厂(抽象工厂):
/* * 一汽大众工厂(抽象工厂) */ public interface CarFactory { /* * 生产汽车发动机的工厂方法(创建一种产品对象) */ public Engine createEngine(); /* * 生产汽车车身的工厂方法(创建另一种产品对象) */ public CarBody createCarBody(); }
奥迪A6工厂(具体工厂):
/* * 奥迪A6工厂(具体工厂) */ public class AudiA6CarFactory implements CarFactory { /* * 生产奥迪A6发动机的工厂方法(创建一种具体产品对象) */ public CarBody createCarBody() { return new AudiA6CarBody(); } /* * 生产奥迪A6车身的工厂方法(创建另一种具体产品对象) */ public Engine createEngine() { return new AudiA6Engine(); } }
奥迪A8工厂(具体工厂):
/* * 奥迪A8工厂(具体工厂) */ public class AudiA8CarFactory implements CarFactory { /* * 生产奥迪A6发动机的工厂方法(创建一种具体产品对象) */ public CarBody createCarBody() { return new AudiA8CarBody(); } /* * 生产奥迪A6车身的工厂方法(创建另一种具体产品对象) */ public Engine createEngine() { return new AudiA8Engine(); } }
汽车(客户端):
汽车实际上就是一个产品族,即一套(一系列)汽车零部件产品(产品族)组合。
这里定义了一个Car类,只使用了抽象工厂(CarFactory)和抽象产品(Engine 、CarBody ),不涉及任何具体工厂(AudiA6CarFactory、AudiA8CarFactory)和具体产品(AudiA6Engine 、AudiA8Engine、AudiA6CarBody 、AudiA8CarBody )。
/* * 汽车(客户端) * 通过生产发动机的工厂和生产车身的工厂,生产汽车发动机和汽车车身, * 最终,汽车由一套产品族(一套汽车零部件)组成。 */ public class Car { private CarBody body; private Engine engine; public Car(CarFactory carFactory){ this.body = carFactory.createCarBody(); this.engine = carFactory.createEngine(); } public String toString(){ return "[" + this.body+"/" + this.engine + "]"; } }
客户端的调用(用于测试):
在调用抽象工厂模式时,使用了客户端(Client)角色Car,因为Car类的构造函授的传入参数类型是抽象工厂。
这样,我们根据需要,只要传入一个期望的具体工厂对象(AudiA6CarFactory),就可以得到期望的产品族(adioA6Car)对象。
当想得到另一种产品族(adioA8Car)对象,只要传入另一个具体工厂对象(AudiA8CarFactory)就可以了。
/* * 使用抽象工厂的客户端(用于测试) */ public class Customers { public static void main(String[] args){ // 创建一个奥迪A6生产工厂(具体工厂对象) CarFactory adioA6CarFactory = new AudiA6CarFactory(); // 顾客A购买了奥迪A6(具体工厂对象作为参数,将会被用来创建汽车对象(包含了一系列相关的汽车部件产品对象)) Car adioA6Car = new Car(adioA6CarFactory); System.out.println("顾客A买了一辆汽车" + adioA6Car); // 创建一个奥迪A8生产工厂(具体工厂对象) CarFactory adioA8CarFactory = new AudiA8CarFactory(); // 顾客B购买了奥迪A8(具体工厂对象作为参数,将会被用来创建汽车对象(包含了一系列相关的汽车部件产品对象)) Car adioA8Car = new Car(adioA8CarFactory); System.out.println("顾客B买了一辆汽车" + adioA8Car); } }
运行结果:
顾客A买了一辆汽车[奥迪A6车身/奥迪A6发动机] 顾客B买了一辆汽车[奥迪A8车身/奥迪A8发动机]
本例子的结构图:
小小总结一下,通过比较工厂方法模式,了解抽象工厂模式的优点:
1. 通过用意比较,
使用抽象工厂模式的目的---为了创建一系列相关或相互依赖(几个或几类)对象;
而使用工厂方法模式的目的--为了创建(一个或一类)对象。
2.通过结构比较,
因为抽象工厂模式是为了创建多个有关联的产品对象,因此增加了一个客户端(Client)角色,用于整合创建出来的产品族。
同时,抽象工厂模式的工厂不是哪一种产品的工厂,它是多种产品的工厂。我想,这可能就是抽象工厂模式的工厂被成为“抽象”工厂的原因吧。也就是说,它的“抽象”是对多种产品的“抽象”。
在很多资料以及实际应用中,大多通过结合配置文件以及反射来充分体现抽象工厂模式的优势。
在下面的链接是一位博主使用.NET来讲解的抽象工厂模式,我觉得简单易懂,而且在实际应用中很有参考价值。
.NET设计模式(3):抽象工厂模式(Abstract Factory)
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