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设计模式之抽象工厂模式

设计模式之抽象工厂模式

作者: lurenjia | 来源:发表于2018-12-06 09:12 被阅读0次

    首先我们先看一个场景,就是我们平常组装电脑,我们如果自己组装电脑,那么我们要买CPU,主板,内存条等等零件,但是因为他的可能有不同的型号,所以我们必须要买型号匹配的才可以,否则那肯定就有问题, 或者直接组装不上, 或者组装好之后会蓝屏啊死机啊什么的。当然也可以交给专业的人来组装,我们来看具体的实现:

    定义CPU的接口:

    public interface CPUApi {
        void calculate();
    }
    

    定义主板的接口:

    public interface MainboardApi {
    
        void installCPC();
    }
    
    

    EntelCPU接口的实现:

    public class IntelCPU implements CPUApi {
    
    //针脚数
        private int pins = 0;
    
        public IntelCPU(int pins) {
            this.pins = pins;
        }
    
        @Override
        public void calculate() {
            System.out.println("Intel CPU针脚数 = " + pins);
        }
    }
    

    AMD CPU的实现:

    public class AMDCPU implements CPUApi{
    
        private int pins = 0;
    
        public AMDCPU(int pins) {
            this.pins = pins;
        }
    
        @Override
        public void calculate() {
            System.out.println("AMD CPU 的针脚数" + pins);
        }
    }
    

    微星主板的实现:

    public class MSIMainboard implements MainboardApi {
    
        //CPU插槽的孔数
        private int cpuHoles = 0;
    
        public MSIMainboard(int cpuHoles) {
            this.cpuHoles = cpuHoles;
        }
    
        @Override
        public void installCPC() {
            System.out.println("微星主板 CPU插槽孔数: " + cpuHoles);
        }
    }
    
    

    技嘉主板的实现:

    
    public class GAMainboard implements MainboardApi {
    
        //CPU插槽的孔数
        private int cpuHoles = 0;
    
        public GAMainboard(int cpuHoles) {
            this.cpuHoles = cpuHoles;
        }
    
        @Override
        public void installCPC() {
            System.out.println("技嘉主板 CPU插槽孔数: " + cpuHoles);
        }
    }
    
    

    CPU 工厂:

    public class CPUFactory {
    
        public static CPUApi createCPU(int type){
            CPUApi cpuApi = null;
            if(1 == type){
                cpuApi = new IntelCPU(1156);
            }else if(2 == type){
                cpuApi = new AMDCPU(936);
            }
    
            return cpuApi;
        }
    }
    
    

    主板工厂:

    public class MainboardFactory {
        public static MainboardApi createMainboard(int type){
            MainboardApi api = null;
            if(1 == type){
                api = new GAMainboard(1156);
            }else if(2 == type){
                api = new MSIMainboard(936);
            }
            return api;
        }
    }
    

    组装工程师:

    public class ComputerEngineer {
    
        private CPUApi cpu = null;
        private MainboardApi mainboard = null;
    
        public void makeComputer(int cpuType, int mainBoardType){
            prepareHardware(cpuType, mainBoardType);
        }
    
        private void prepareHardware(int cpuType, int mainBoardType) {
    
            cpu = CPUFactory.createCPU(cpuType);
            mainboard = MainboardFactory.createMainboard(mainBoardType);
            cpu.calculate();
            mainboard.installCPC();
        }
    }
    
    

    客户端:

      public static void main(String[] args) {
            ComputerEngineer engineer = new ComputerEngineer();
            engineer.makeComputer(1, 1);
        }
        
    CPU针脚数 = 1156
    技嘉主板 CPU插槽孔数: 1156
    

    看上面多的代码很简单,但是这个是有问题的, 因为他没有考虑CPU和主板之间的依赖关系,如果传入的参数是1 和2 ,难么针脚数就完全对不上了,那就无法组装。针对这个问题,就是本小节的抽象工厂模式来解决

    抽象工厂模式的定义: 提供一个创建系列相关或者相互依赖的对象的接口,而无需指定他们的具体实现类。
    抽象工厂模式和工厂方法模式很像,如果不知道什么是抽象工厂模式,可以看上一篇博客
    设计模式之工厂方法模式
    抽象工厂模式针对的是一个产品族,而工厂方法模式针对的是一个产品。在抽象工厂模式里面,会定义一个抽象工厂,这个抽象工厂只是去定义一个个产品的api,并不去实现它,由的子类提供实现返回对象的产品,组成一个产品族,所以抽象工厂起到一个约束作用。
    我们来看看组装电脑的抽象工厂的实现,CPU和主板的api和实现不用动:

    抽象工厂:

    public interface AbstractFactory {
    
        CPUApi createCPU();
    
        MainboardApi createMainBoard();
    }
    

    组装电脑的第一种实现:

    public class Schema1 implements AbstractFactory {
        @Override
        public CPUApi createCPU() {
            return new IntelCPU(1156);
        }
    
        @Override
        public MainboardApi createMainBoard() {
            return new GAMainboard(1156);
        }
    }
    

    组装电脑的第2种实现:

    public class Schema2 implements AbstractFactory {
        @Override
        public CPUApi createCPU() {
            return new AMDCPU(929);
        }
    
        @Override
        public MainboardApi createMainBoard() {
            return new MSIMainboard(929);
        }
    }
    

    再来看装机工程师,装机工程师里面不在需要CPU的主板的类型了,而是直接传入一个装机方案:

    public class ComputerEngineer2 {
    
        private CPUApi cpu = null;
        private MainboardApi mainboard = null;
    
        public void makeComputer(AbstractFactory factory){
            prepareHardware(factory);
        }
    
        private void prepareHardware(AbstractFactory factory) {
    
            cpu = factory.createCPU();
            mainboard = factory.createMainBoard();
            cpu.calculate();
            mainboard.installCPC();
        }
    }
    

    客户端:

    public class Client1 {
    
        public static void main(String[] args) {
           Schema1 schema1 = new Schema1();
           ComputerEngineer2 engineer2 = new ComputerEngineer2();
           engineer2.makeComputer(schema1);
        }
    }
    
    Intel CPU针脚数 = 1156
    技嘉主板 CPU插槽孔数: 1156
    

    在这种实现里面,CPU和主板是相关联的对象,抽象工厂就相当于一个装机方案,客户选择的时候,一选择就是一套,CPU和主板是确定好的,这就避免了不匹配的问题。

    抽象工厂的优点是切换产品族很容易。 比如上面的scheme1代表一个产品,scheme2代表一个产品,客户远程不同的scheme就代表了不同的产品。
    分离接口实现,客户端不知道具体的实现是谁,是哪个CPU还是哪个主板。

    缺点也很明显,如果你要进行一个扩展的话,比如说你在加一个内存条,不仅要加内存条的api,内存条的实现,这些都不要紧,但是你必须得改抽象工厂,和每一个具体的产品,这就很尴尬了。

    参考书籍: 设计模式

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