Java 深入理解創建型設計模式之抽象工廠模式

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1.什麼是抽象工廠模式？

  • 抽象工廠模式:  定義瞭一個interface用於創建相關或有依賴關系的對象簇，而無需指明具體的類。
  • 抽象工廠模式可以將簡單工廠模式和工廠方法模式進行整合。
  • 從設計層面看，抽象工廠模式就是對簡單工廠模式的改進(或者稱為進一步的抽象)。
  • 將工廠抽象成兩層，AbsFactory(抽象工廠）)和具體實現的工廠子類。程序員可以根據創建對象類型使用對應的工廠子類。這樣將單個的簡單工廠類變成瞭工廠簇，更利於代碼的維護和擴展。

我們仍然以上一篇文章的案例為主，畫出抽象工廠模式下的類圖。

2.案例代碼

首先仍然是Pizza種類相關的幾個類。

package com.szh.factory.abstractfactory.pizza;
 
/**
 * 聲明Pizza類為抽象類
 */
public abstract class Pizza {
    //Pizza名稱
    protected String name;
 
    //準備原材料，不同的披薩不一樣。因此，我們做成抽象方法，具體的原材料實現交給它的子類去完成
    public abstract void prepare();
 
    //烘烤
    public void bake() {
        System.out.println(name + " baking;");
    }
 
    //切割
    public void cut() {
        System.out.println(name + " cutting;");
    }
 
    //打包
    public void box() {
        System.out.println(name + " boxing;");
    }
 
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}
package com.szh.factory.abstractfactory.pizza;
 
public class LDPepperPizza extends Pizza {
 
	@Override
	public void prepare() {
		setName("倫敦的胡椒pizza");
		System.out.println("倫敦的胡椒pizza 準備原材料");
	}
 
}
package com.szh.factory.abstractfactory.pizza;
 
public class LDCheesePizza extends Pizza {
 
	@Override
	public void prepare() {
		setName("倫敦的奶酪pizza");
		System.out.println("倫敦的奶酪pizza 準備原材料");
	}
 
}
package com.szh.factory.abstractfactory.pizza;
 
public class BJPepperPizza extends Pizza {
 
	@Override
	public void prepare() {
		setName("北京的胡椒pizza");
		System.out.println("北京的胡椒pizza 準備原材料");
	}
 
}
package com.szh.factory.abstractfactory.pizza;
 
public class BJCheesePizza extends Pizza {
 
	@Override
	public void prepare() {
		setName("北京的奶酪pizza");
		System.out.println("北京的奶酪pizza 準備原材料");
	}
 
}

下面是抽象工廠和工廠方法的區別之處。

package com.szh.factory.abstractfactory.order;
 
import com.szh.factory.abstractfactory.pizza.Pizza;
 
//一個抽象工廠模式的抽象層(接口)
public interface AbsFactory {
    //讓下面的工廠子類來具體實現
    public Pizza createPizza(String orderType);
}
package com.szh.abstractfactory.order;
 
import com.szh.abstractfactory.pizza.BJCheesePizza;
import com.szh.abstractfactory.pizza.BJPepperPizza;
import com.szh.abstractfactory.pizza.Pizza;
 
public class BJFactory implements AbsFactory {
    @Override
    public Pizza createPizza(String orderType) {
        Pizza pizza = null;
        if("cheese".equals(orderType)) {
            pizza = new BJCheesePizza();
        } else if ("pepper".equals(orderType)){
            pizza = new BJPepperPizza();
        }
        return pizza;
    }
}
package com.szh.abstractfactory.order;
 
import com.szh.abstractfactory.pizza.LDCheesePizza;
import com.szh.abstractfactory.pizza.LDPepperPizza;
import com.szh.abstractfactory.pizza.Pizza;
 
public class LDFactory implements AbsFactory {
    @Override
    public Pizza createPizza(String orderType) {
        Pizza pizza = null;
        if ("cheese".equals(orderType)) {
            pizza = new LDCheesePizza();
        } else if ("pepper".equals(orderType)) {
            pizza = new LDPepperPizza();
        }
        return pizza;
    }
}
package com.szh.factory.abstractfactory.order;
 
import com.szh.factory.abstractfactory.pizza.Pizza;
 
import java.util.Scanner;
 
public class OrderPizza {
 
    AbsFactory absFactory;
 
    public OrderPizza(AbsFactory absFactory) {
        setFactory(absFactory);
    }
 
    private void setFactory(AbsFactory absFactory) {
        Pizza pizza = null;
        String orderType = ""; // 用戶輸入
        this.absFactory = absFactory;
        do {
            orderType = getType();
            // factory 可能是北京的工廠子類，也可能是倫敦的工廠子類
            pizza = absFactory.createPizza(orderType);
            if (pizza != null) { // 訂購ok
                pizza.prepare();
                pizza.bake();
                pizza.cut();
                pizza.box();
            } else {
                System.out.println("訂購失敗");
                break;
            }
        } while (true);
    }
 
    // 寫一個方法，可以獲取客戶希望訂購的披薩種類
    private String getType() {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println("請輸入 pizza 種類: ");
        String str = scanner.nextLine();
        return str;
    }
}

最後是測試類。

package com.szh.abstractfactory;
 
import com.szh.abstractfactory.order.BJFactory;
import com.szh.abstractfactory.order.LDFactory;
import com.szh.abstractfactory.order.OrderPizza;
 
import java.util.Scanner;
 
public class MainTest {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        String content = scanner.next();
        if ("Beijing".equals(content)) {
            new OrderPizza(new BJFactory());
        } else if ("London".equals(content)) {
            new OrderPizza(new LDFactory());
        } else {
            System.out.println("無法預先匹配Pizza種類....");
            scanner.close();
        }
    }
}

3.工廠方法 + 抽象工廠總結

  • 工廠模式的意義：將實例化對象的代碼提取出來，放到一個類中統一管理和維護，達到和主項目的依賴關系的解耦。從而提高項目的擴展和維護性。
  • 遵循瞭依賴倒轉原則：創建對象實例時，不要直接new類，而是把這個new類的動作放在一個工廠的方法中，並返回。有的書上說，變量不要直接持有具體類的引用。   不要讓類繼承具體類，而是繼承抽象類或者是實現interface(接口)不要覆蓋基類中已經實現的方法。

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