Java中的抽象工厂设计模式

欢迎来到Java示例中的抽象工厂设计模式。抽象工厂设计模式是创建型模式之一。抽象工厂模式与工厂模式几乎相似，只不过它更像是一种工厂的工厂。

抽象工厂

如果你熟悉Java中的工厂设计模式，你会注意到我们只有一个工厂类。这个工厂类基于提供的输入返回不同的子类，并且使用if-else或switch语句来实现。在抽象工厂模式中，我们摒弃了if-else语句块，为每个子类都有一个工厂类。然后有一个抽象工厂类，根据输入的工厂类返回相应的子类。起初可能会感到困惑，但一旦看到实现方式，就会很容易理解工厂模式和抽象工厂模式之间的细微差别。就像我们之前的工厂模式文章一样，我们将使用相同的父类和子类。

抽象工厂设计模式的超类和子类

Computer.java

package com.Olivia.design.model;
 
public abstract class Computer {
     
    public abstract String getRAM();
    public abstract String getHDD();
    public abstract String getCPU();
     
    @Override
    public String toString(){
        return "RAM= "+this.getRAM()+", HDD="+this.getHDD()+", CPU="+this.getCPU();
    }
}

PC.java

package com.Olivia.design.model;
 
public class PC extends Computer {
 
    private String ram;
    private String hdd;
    private String cpu;
     
    public PC(String ram, String hdd, String cpu){
        this.ram=ram;
        this.hdd=hdd;
        this.cpu=cpu;
    }
    @Override
    public String getRAM() {
        return this.ram;
    }
 
    @Override
    public String getHDD() {
        return this.hdd;
    }
 
    @Override
    public String getCPU() {
        return this.cpu;
    }
 
}

Server.java

package com.Olivia.design.model;
 
 
public class Server extends Computer {
 
    private String ram;
    private String hdd;
    private String cpu;
     
    public Server(String ram, String hdd, String cpu){
        this.ram=ram;
        this.hdd=hdd;
        this.cpu=cpu;
    }
    @Override
    public String getRAM() {
        return this.ram;
    }
 
    @Override
    public String getHDD() {
        return this.hdd;
    }
 
    @Override
    public String getCPU() {
        return this.cpu;
    }
 
}

每个子类的工厂类

首先，我们需要创建一个抽象工厂接口或抽象类。ComputerAbstractFactory.java。

package com.Olivia.design.abstractfactory;

import com.Olivia.design.model.Computer;

public interface ComputerAbstractFactory {

	public Computer createComputer();

}

请注意，createComputer()方法返回的是超类Computer的实例。现在我们的工厂类将实现该接口并返回各自的子类。PCFactory.java

package com.Olivia.design.abstractfactory;

import com.Olivia.design.model.Computer;
import com.Olivia.design.model.PC;

public class PCFactory implements ComputerAbstractFactory {

	private String ram;
	private String hdd;
	private String cpu;
	
	public PCFactory(String ram, String hdd, String cpu){
		this.ram=ram;
		this.hdd=hdd;
		this.cpu=cpu;
	}
	@Override
	public Computer createComputer() {
		return new PC(ram,hdd,cpu);
	}

}

类似地，我们将为Server子类创建一个工厂类。ServerFactory.java

package com.Olivia.design.abstractfactory;

import com.Olivia.design.model.Computer;
import com.Olivia.design.model.Server;

public class ServerFactory implements ComputerAbstractFactory {

	private String ram;
	private String hdd;
	private String cpu;
	
	public ServerFactory(String ram, String hdd, String cpu){
		this.ram=ram;
		this.hdd=hdd;
		this.cpu=cpu;
	}
	
	@Override
	public Computer createComputer() {
		return new Server(ram,hdd,cpu);
	}

}

现在我们将创建一个消费者类，该类将为客户类提供入口以创建子类。ComputerFactory.java

package com.Olivia.design.abstractfactory;

import com.Olivia.design.model.Computer;

public class ComputerFactory {

	public static Computer getComputer(ComputerAbstractFactory factory){
		return factory.createComputer();
	}
}

请注意，这是一个简单的类，getComputer方法接受ComputerAbstractFactory参数并返回Computer对象。在这一点上，实现的方式必须变得清晰。让我们编写一个简单的测试方法，并看看如何使用抽象工厂来获取子类的实例。TestDesignPatterns.java

package com.Olivia.design.test;

import com.Olivia.design.abstractfactory.PCFactory;
import com.Olivia.design.abstractfactory.ServerFactory;
import com.Olivia.design.abstractfactory.ComputerFactory;
import com.Olivia.design.model.Computer;

public class TestDesignPatterns {

	public static void main(String[] args) {
		testAbstractFactory();
	}

	private static void testAbstractFactory() {
		Computer pc = ComputerFactory.getComputer(new PCFactory("2 GB","500 GB","2.4 GHz"));
		Computer server = ComputerFactory.getComputer(new ServerFactory("16 GB","1 TB","2.9 GHz"));
		System.out.println("AbstractFactory PC Config::"+pc);
		System.out.println("AbstractFactory Server Config::"+server);
	}
}

以上程序的输出将是：

AbstractFactory PC Config::RAM= 2 GB, HDD=500 GB, CPU=2.4 GHz
AbstractFactory Server Config::RAM= 16 GB, HDD=1 TB, CPU=2.9 GHz

这是抽象工厂设计模式实现的类图。

抽象工厂设计模式的好处

• 抽象工厂设计模式提供了面向接口编程的方法，而不是面向实现编程。
• 抽象工厂模式是”工厂的工厂”，可以轻松扩展以容纳更多产品，例如我们可以添加另一个子类Laptop和工厂LaptopFactory。
• 抽象工厂模式是健壮的，避免了工厂模式中的条件逻辑。

在JDK中的抽象工厂设计模式示例

• javax.xml.parsers.DocumentBuilderFactory#newInstance()
• javax.xml.transform.TransformerFactory#newInstance()
• javax.xml.xpath.XPathFactory#newInstance()

抽象工厂设计模式视频教程

最近我在YouTube上上传了一个关于抽象工厂设计模式的视频。在这个视频中，我讨论了何时以及如何实现抽象工厂模式。我还讨论了工厂模式和抽象工厂设计模式之间的区别。你可以在这个链接(https://youtu.be/BPkYkyVWOaw)上找到这个视频。

你可以从我的GitHub项目中下载示例代码。