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【软考】设计模式之抽象工厂模式

article 2024/9/20 11:57:49

1.提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无须指定它们具体的类。
2.抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）是一种创建型设计模式。
3.抽象工厂模式用于系统的产品族，而不仅仅是一个等级结构；一个等级的抽象类只能创建一个等级的产品，而抽象工厂模式能创建多个等级的产品。

2. 应用场景

1.当一个系统不应当依赖于产品类实例如何被创建、组合和表示的细节时。
2.当系统中有多于一个的产品族，而每次只使用其中某一产品族时。
3.属于同一个产品族的产品将在一起使用，这一约束必须在系统的设计中体现出来。
4.系统提供一个产品类的库，并希望系统的设计独立于这些产品的实现时。

3. 结构图

在这里插入图片描述

4. 构成

1.抽象工厂（Abstract Factory）：声明一个创建产品对象的接口，但由子类决定要实例化的产品是哪一个。工厂方法通常返回该产品的抽象类型。
2.具体工厂（Concrete Factory）：实现了抽象工厂接口的具体类，负责实例化产品对象。
3.抽象产品（Abstract Product）：为每种产品声明接口，在抽象产品中定义了产品的抽象方法。
4.具体产品（Concrete Product）：实现了抽象产品接口的具体类。

5. 适用性

1.一个系统要独立于它的产品的创建、组合和表示时。
2.一个系统要由多个产品系列中的一个来配置时。
3.当要强调一系列相关的产品对象的设计以便进行联合使用时。
4.当提供一个产品类库，只想显示它们的接口而不是实现时。

6. 优点

1.抽象工厂模式隔离了具体类的生成，使得客户不需要知道什么被创建。
2.增加一个新的产品族很方便，无需修改已有系统，符合开闭原则。

7. 缺点

1.增加新的产品等级结构很复杂，需要修改抽象工厂和所有的具体工厂类，对“开闭原则”的支持呈现倾斜性。
2.使用抽象工厂模式会增加系统中类的个数，在一定程度上增加了系统的复杂度和理解难度。

8. java示例

1.抽象产品食物

package com.learning.factory.abstract_factory.example;

/**
 * 抽象产品：食物
 */

public interface Food {  
    void prepare();
}

2.抽象产品饮料

package com.learning.factory.abstract_factory.example;

/**
 * 抽象产品：饮料
 */
public interface Drink {  
    void serve();  
}

3.具体产品中餐食物

package com.learning.factory.abstract_factory.example;

/**
 * 具体产品：中餐食物
 */
public class ChineseFood implements Food {  
    @Override  
    public void prepare() {  
        System.out.println("准备中餐食物");
    }  
}

4.具体产品中餐饮料

package com.learning.factory.abstract_factory.example;

/**
 * 具体产品：中餐饮料
 */

public class ChineseDrink implements Drink {  
    @Override  
    public void serve() {  
        System.out.println("供应中餐饮料");
    }  
}

5.具体产品西餐食物

package com.learning.factory.abstract_factory.example;

/**
 * 具体产品：西餐食物
 */
public class WesternFood implements Food {  
    @Override  
    public void prepare() {  
        System.out.println("准备西餐食物");
    }  
}

6.具体产品西餐饮料

package com.learning.factory.abstract_factory.example;

/**
 * 具体产品：西餐饮料
  */
public class WesternDrink implements Drink {  
    @Override  
    public void serve() {  
        System.out.println("供应西餐饮料");
    }  
}

7.抽象工厂

package com.learning.factory.abstract_factory.example;

/**
 * 抽象工厂
 */
public interface RestaurantFactory {
    /**
     * 创建食物
     * @return
     */
    Food createFood();

    /**
     * 创建饮料
     * @return
     */
    Drink createDrink();  
}

8.具体工厂中餐工厂

package com.learning.factory.abstract_factory.example;

/**
 * 具体工厂：中餐工厂
  */
public class ChineseRestaurantFactory implements RestaurantFactory {  
    @Override  
    public Food createFood() {  
        return new ChineseFood();  
    }  
  
    @Override  
    public Drink createDrink() {  
        return new ChineseDrink();  
    }  
}

9.具体工厂西餐工厂

package com.learning.factory.abstract_factory.example;

/**
 * 具体工厂：西餐工厂
 */
public class WesternRestaurantFactory implements RestaurantFactory {  
    @Override  
    public Food createFood() {  
        return new WesternFood();  
    }  
  
    @Override  
    public Drink createDrink() {  
        return new WesternDrink();  
    }  
}

10.客户端

package com.learning.factory.abstract_factory.example;

/**
 * 客户端
 */
public class RestaurantClient {
    public static void main(String[] args) {  
        // 使用中餐工厂  
        RestaurantFactory chineseFactory = new ChineseRestaurantFactory();  
        Food chineseFood = chineseFactory.createFood();  
        chineseFood.prepare();  
  
        Drink chineseDrink = chineseFactory.createDrink();  
        chineseDrink.serve();  
  
        // 使用西餐工厂  
        RestaurantFactory westernFactory = new WesternRestaurantFactory();  
        Food westernFood = westernFactory.createFood();  
        westernFood.prepare();  
  
        Drink westernDrink = westernFactory.createDrink();  
        westernDrink.serve();  
    }  
}