Java 中的抽象工厂设计模式

欢迎阅读 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，只是它更像工厂中的工厂。

抽象工厂

如果您熟悉Java 中的工厂设计模式，您会注意到我们有一个工厂类。此工厂类根据提供的输入返回不同的子类，工厂类使用 if-else 或 switch 语句来实现这一点。在抽象工厂模式中，我们摆脱了 if-else 块，并为每个子类设置了一个工厂类。然后是一个抽象工厂类，它将根据输入的工厂类返回子类。起初，这似乎令人困惑，但一旦您看到实现，就很容易掌握和理解工厂和抽象工厂模式之间的细微差别。就像我们的工厂模式帖子一样，我们将使用相同的超类和子类。

抽象工厂设计模式超类和子类

Computer.java

package com.journaldev.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.journaldev.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.journaldev.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.journaldev.design.abstractfactory;

import com.journaldev.design.model.Computer;

public interface ComputerAbstractFactory {

	public Computer createComputer();

}

注意该createComputer()方法返回的是超类的一个实例Computer。现在我们的工厂类将实现此接口并返回各自的子类。PCFactory.java

package com.journaldev.design.abstractfactory;

import com.journaldev.design.model.Computer;
import com.journaldev.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，我们将有一个用于Server子类的工厂类。ServerFactory.java

package com.journaldev.design.abstractfactory;

import com.journaldev.design.model.Computer;
import com.journaldev.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，为客户端类创建子类提供入口点。ComputerFactory.java

package com.journaldev.design.abstractfactory;

import com.journaldev.design.model.Computer;

public class ComputerFactory {

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

注意，它是一个简单的类，getComputer方法接受ComputerAbstractFactory参数并返回Computer对象。此时实现应该已经很清晰了。让我们编写一个简单的测试方法，看看如何使用抽象工厂来获取子类的实例。TestDesignPatterns.java

package com.journaldev.design.test;

import com.journaldev.design.abstractfactory.PCFactory;
import com.journaldev.design.abstractfactory.ServerFactory;
import com.journaldev.design.factory.ComputerFactory;
import com.journaldev.design.model.Computer;

public class TestDesignPatterns {

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

	private static void testAbstractFactory() {
		Computer pc = com.journaldev.design.abstractfactory.ComputerFactory.getComputer(new PCFactory("2 GB","500 GB","2.4 GHz"));
		Computer server = com.journaldev.design.abstractfactory.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);
	}
}

上述程序的输出将是：

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

• 抽象工厂设计模式为接口而不是实现提供了代码方法。
• 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 和一个工厂 LaptopFactory。
• 抽象工厂模式具有很强的健壮性并且避免了工厂模式的条件逻辑。

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

我最近在 YouTube 上上传了一个关于抽象工厂设计模式的视频。在视频中，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。https ://youtu.be/BPkYkyVWOaw

您可以从我的GitHub 项目下载示例代码。