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结合案例深入解析:抽象工厂模式

结合案例深入解析:抽象工厂模式

作者: java劝退师图图 | 来源:发表于2019-06-24 14:15 被阅读0次

    一、基本概念

    当涉及到产品族的时候,就需要引入抽象工厂模式了。

    每一个模式都是针对一定问题的解决方案。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结构

    在学习抽象工厂具体实例之前,应该明白两个重要的概念:产品族和产品等级。

    所谓产品族,是指位于不同产品等级结构中,功能相关联的产品组成的家族。比如AMD的主板、芯片组、CPU组成一个家族,Intel的主板、芯片组、CPU组成一个家族。而这两个家族都来自于三个产品等级:主板、芯片组、CPU。一个等级结构是由相同的结构的产品组成,示意图如下:

    image

    二、案例

    一个经典的例子是造一台电脑。我们先不引入抽象工厂模式,看看怎么实现。

    因为电脑是由许多的构件组成的,我们将 CPU 和主板进行抽象,然后 CPU 由 CPUFactory 生产,主板由 MainBoardFactory 生产,然后,我们再将 CPU 和主板搭配起来组合在一起,如下:

    image

    代码组织结构:

    image

    这个时候的客户端调用是这样的(测试类):

    public class MyTest {
        public static void main(String[] args){
            // 得到 Intel 的 CPU
            CPUFactory intelCPUFactory = new IntelCPUFactory();
            CPU cpu = intelCPUFactory.makeCPU();
    
            // 得到 AMD 的主板
            MainBoardFactory mainBoardFactory = new AmdMainBoardFactory();
            MainBoard mainBoard = mainBoardFactory.makeMB();
    
            // 组装 CPU 和主板
            Computer computer = new Computer(cpu, mainBoard);
            System.out.println(computer);
        }
    }
    

    具体的完整代码可以看这里

    单独看 CPU 工厂和主板工厂,它们分别是前面我们说的工厂模式

    这种方式也容易扩展,因为要给电脑加硬盘的话,只需要加一个 HardDiskFactory 和相应的实现即可,不需要修改现有的工厂。

    但是,这种方式有一个问题,那就是如果 Intel 家产的 CPU 和 AMD 产的主板不能兼容使用,那么这代码就容易出错,因为客户端并不知道它们不兼容,也就会错误地出现随意组合。

    下面就是我们要说的产品族的概念,它代表了组成某个产品的一系列附件的集合:

    image

    当涉及到这种产品族的问题的时候,就需要抽象工厂模式来支持了。我们不再定义 CPU 工厂、主板工厂、硬盘工厂、显示屏工厂等等,我们直接定义电脑工厂,每个电脑工厂负责生产所有的设备,这样能保证肯定不存在兼容问题

    image

    这个时候,对于客户端来说,不再需要单独挑选 CPU厂商、主板厂商、硬盘厂商等,直接选择一家品牌工厂,品牌工厂会负责生产所有的东西,而且能保证肯定是兼容可用的。

    改装的抽象工厂模式代码组织结构如下:

    image

    主要的代码:

    三个工厂:(一个超类工厂PCFactory,两个大厂工厂AmdFactoryInterFactory)

    public interface PCFactory {
    
        CPU makeCPU();
        MainBoard makeMB();
        // HardDisk makeHD();
    }
    public class AmdFactory implements PCFactory{
    
        @Override
        public CPU makeCPU() {
            return new AmdCPU();
        }
    
        @Override
        public MainBoard makeMB() {
            return new AmdMainBoard();
        }
    }
    public class IntelFactory implements PCFactory {
    
        @Override
        public CPU makeCPU() {
            return new IntelCPU();
        }
    
        @Override
        public MainBoard makeMB() {
            return new IntelMainBoard();
        }
    }
    

    最后的测试类:

    public class MyTest {
        public static void main(String[] args){
            // 第一步就要选定一个“大厂”
            PCFactory cf = new AmdFactory();
            // 从这个大厂造 CPU
            CPU cpu = cf.makeCPU();
            // 从这个大厂造主板
            MainBoard board = cf.makeMB();
    
            //... 从这个大厂造硬盘。等等
    
            // 将同一个厂子出来的 CPU、主板、硬盘组装在一起
            Computer computer = new Computer(cpu, board);
        }
    }
    

    三、总结

    当然,抽象工厂的问题也是显而易见的,比如我们要加个显示器,就需要修改所有的工厂,给所有的工厂都加上制造显示器的方法。这有点违反了对修改关闭,对扩展开放这个设计原则。

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