设计模式之抽象工厂模式详解(定义、优缺点、应用场景、实例类图）

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。抽象工厂模式提供了一种创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定具体实现类。通过使用抽象工厂模式，可以将客户端与具体产品的创建过程解耦，使得客户端可以通过工厂接口来创建一族产品。

一、抽象工厂模式的概要

意图

提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定它们的具体类。

主要解决

接口选择的问题。

适用场景

当系统需要创建多个相关或依赖的对象，而不需要指定具体类时。

解决方案

在一个产品族中定义多个产品，由具体工厂实现创建这些产品的方法。

关键代码

在一个工厂中聚合多个同类产品的创建方法。

结构

抽象工厂模式包含以下几个主要角色：

抽象工厂模式通常涉及一族相关的产品，每个具体工厂类负责创建该族中的具体产品。客户端通过使用抽象工厂接口来创建产品对象，而不需要直接使用具体产品的实现类。

应用实例

假设有不同类型的衣柜，每个衣柜（具体工厂）只能存放一类衣服（成套的具体产品），如商务装、时尚装等。每套衣服包括具体的上衣和裤子（具体产品）。所有衣柜都是衣柜类（抽象工厂）的具体实现，所有上衣和裤子分别实现上衣接口和裤子接口（抽象产品）。

二、抽象工厂模式的优缺点

优点

缺点

三、抽象工厂模式的使用场景

增加新的产品族相对容易，而增加新的产品等级结构比较困难。

四、抽象工厂模式的实现

我们将创建 Shape 和 Color 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，这两个工厂类都是扩展了 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。

Shape.java

publicinterfaceShape{
voiddraw();
}

Rectangle.java

publicclassRectangleimplementsShape{

@Override
publicvoiddraw(){
System.out.println("InsideRectangle::draw()method.");
}
}

Square.java

publicclassSquareimplementsShape{

@Override
publicvoiddraw(){
System.out.println("InsideSquare::draw()method.");
}
}

Circle.java

publicclassCircleimplementsShape{

@Override
publicvoiddraw(){
System.out.println("InsideCircle::draw()method.");
}
}

Color.java

publicinterfaceColor{
voidfill();
}

Red.java

publicclassRedimplementsColor{

@Override
publicvoidfill(){
System.out.println("InsideRed::fill()method.");
}
}

Green.java

publicclassGreenimplementsColor{

@Override
publicvoidfill(){
System.out.println("InsideGreen::fill()method.");
}
}

Blue.java

publicclassBlueimplementsColor{

@Override
publicvoidfill(){
System.out.println("InsideBlue::fill()method.");
}
}

AbstractFactory.java

publicabstractclassAbstractFactory{
publicabstractColorgetColor(Stringcolor);
publicabstractShapegetShape(Stringshape);
}

ShapeFactory.java

publicclassShapeFactoryextendsAbstractFactory{

@Override
publicShapegetShape(StringshapeType){
if(shapeType==null){
returnnull;
}
if(shapeType.equalsIgnoreCase("CIRCLE")){
returnnewCircle();
}elseif(shapeType.equalsIgnoreCase("RECTANGLE")){
returnnewRectangle();
}elseif(shapeType.equalsIgnoreCase("SQUARE")){
returnnewSquare();
}
returnnull;
}

@Override
publicColorgetColor(Stringcolor){
returnnull;
}
}

ColorFactory.java

publicclassColorFactoryextendsAbstractFactory{

@Override
publicShapegetShape(StringshapeType){
returnnull;
}

@Override
publicColorgetColor(Stringcolor){
if(color==null){
returnnull;
}
if(color.equalsIgnoreCase("RED")){
returnnewRed();
}elseif(color.equalsIgnoreCase("GREEN")){
returnnewGreen();
}elseif(color.equalsIgnoreCase("BLUE")){
returnnewBlue();
}
returnnull;
}
}

FactoryProducer.java

publicclassFactoryProducer{
publicstaticAbstractFactorygetFactory(Stringchoice){
if(choice.equalsIgnoreCase("SHAPE")){
returnnewShapeFactory();
}elseif(choice.equalsIgnoreCase("COLOR")){
returnnewColorFactory();
}
returnnull;
}
}

AbstractFactoryPatternDemo.java

publicclassAbstractFactoryPatternDemo{
publicstaticvoidmain(String[]args){

//获取形状工厂
AbstractFactoryshapeFactory=FactoryProducer.getFactory("SHAPE");

//获取形状为Circle的对象
Shapeshape1=shapeFactory.getShape("CIRCLE");

//调用Circle的draw方法
shape1.draw();

//获取形状为Rectangle的对象
Shapeshape2=shapeFactory.getShape("RECTANGLE");

//调用Rectangle的draw方法
shape2.draw();

//获取形状为Square的对象
Shapeshape3=shapeFactory.getShape("SQUARE");

//调用Square的draw方法
shape3.draw();

//获取颜色工厂
AbstractFactorycolorFactory=FactoryProducer.getFactory("COLOR");

//获取颜色为Red的对象
Colorcolor1=colorFactory.getColor("RED");

//调用Red的fill方法
color1.fill();

//获取颜色为Green的对象
Colorcolor2=colorFactory.getColor("GREEN");

//调用Green的fill方法
color2.fill();

//获取颜色为Blue的对象
Colorcolor3=colorFactory.getColor("BLUE");

//调用Blue的fill方法
color3.fill();
}
}

InsideCircle::draw()method.
InsideRectangle::draw()method.
InsideSquare::draw()method.
InsideRed::fill()method.
InsideGreen::fill()method.
InsideBlue::fill()method.

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