Шаблон проектирования Абстрактная Фабрика на Java

Учебники
Java

Добро пожаловать в пример использования абстрактного шаблона проектирования “Абстрактная фабрика” на Java. Шаблон проектирования “Абстрактная фабрика” относится к категории порождающих шаблонов. Этот шаблон почти идентичен шаблону Фабрика, за исключением того, что он больше похож на фабрику фабрик.

Абстрактная фабрика

Если вы знакомы с шаблоном фабрики в Java, то вы заметите, что у нас есть единственный класс Factory. Этот класс Factory возвращает различные подклассы в зависимости от предоставленного ввода, и для достижения этого используется условие if-else или оператор switch. В шаблоне “Абстрактная фабрика” мы избавляемся от блока if-else и имеем класс Factory для каждого подкласса. Затем есть абстрактный класс Factory, который будет возвращать подкласс в зависимости от класса Factory, предоставленного вводом. Сначала это может показаться запутанным, но как только вы увидите реализацию, будет легко понять небольшую разницу между шаблонами Factory и Abstract Factory. Как и в нашем посте о шаблоне Factory, мы будем использовать тот же суперкласс и подклассы.

Абстрактный шаблон проектирования фабрики: суперкласс и подклассы

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;
    }
 
}

Фабричный класс для каждого подкласса

Прежде всего, нам нужно создать интерфейс абстрактной фабрики или абстрактный класс. ComputerAbstractFactory.java

package com.journaldev.design.abstractfactory;

import com.journaldev.design.model.Computer;

public interface ComputerAbstractFactory {

	public Computer createComputer();

}

Обратите внимание, что метод createComputer() возвращает экземпляр суперкласса Computer. Теперь наши фабричные классы будут реализовывать этот интерфейс и возвращать свой соответствующий подкласс. 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);
	}

}

Точно также у нас будет фабричный класс для подкласса Server. 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);
	}

}

Теперь мы создадим класс-потребитель, который предоставит точку входа для клиентских классов для создания подклассов. 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();
	}
}

Обратите внимание, что это простой класс, и метод getComputer принимает аргумент ComputerAbstractFactory и возвращает объект Computer. На этом этапе реализация должна стать понятной. Давайте напишем простой метод тестирования и посмотрим, как использовать абстрактную фабрику для получения экземпляра подклассов. 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);
	}
}

Вывод программы выше будет:

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

Вот диаграмма классов реализации паттерна абстрактной фабрики.

Преимущества паттерна проектирования абстрактной фабрики

  • Паттерн проектирования абстрактной фабрики предоставляет подход к кодированию для интерфейса, а не для реализации.
  • Паттерн абстрактной фабрики является “фабрикой фабрик” и легко расширяется для вмещения большего числа продуктов, например, мы можем добавить еще один подкласс Laptop и фабрику LaptopFactory.
  • Паттерн абстрактной фабрики надежен и избегает условной логики паттерна Factory.

Примеры шаблона проектирования “Абстрактная фабрика” в JDK

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

Видеоурок по шаблону проектирования “Абстрактная фабрика”

I recently uploaded a video on YouTube for abstract factory design pattern. In the video, I discuss when and how to implement an abstract factory pattern. I have also discussed what is the difference between the factory pattern and abstract factory design pattern. https://youtu.be/BPkYkyVWOaw

Вы можете скачать примеры кода с моего GitHub-проекта.

Source:
https://www.digitalocean.com/community/tutorials/abstract-factory-design-pattern-in-java