Java中的抽象工厂设计模式

欢迎来到Java中的抽象工厂设计模式示例。抽象工厂设计模式是创建型模式之一。抽象工厂模式几乎与工厂模式相似，唯一的区别是它更像是工厂的集合。

抽象工厂

如果你熟悉Java中的工厂设计模式，你会注意到我们有一个单一的工厂类。这个工厂类根据提供的输入返回不同的子类，并且工厂类使用if-else或switch语句来实现这一点。在抽象工厂模式中，我们消除了if-else块，并为每个子类都有一个工厂类。然后有一个抽象工厂类，根据输入工厂类返回相应的子类。起初，这似乎令人困惑，但一旦看到实现，就会发现掌握工厂模式和抽象工厂模式之间的细微差异非常容易。与我们的工厂模式帖子一样，我们将使用相同的超类和子类。

抽象工厂设计模式的超类和子类

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者抽象类。ComputerAbstractFactory.java

package com.journaldev.design.abstractfactory;

import com.journaldev.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这个接口并返回它们各自的子类。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);
	}

}

同样，我们将为Server子类创建一个工厂类。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，为客户类提供创建子类的入口点。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();
	}
}

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。到这一点上，实现应该变得清晰了。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);
	}
}

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一种针对接口而不是实现的编码方法。
• 抽象工厂模式是“工厂的工厂”，可以很容易地扩展以适应更多的产品，例如我们可以添加另一个子类笔记本电脑和一个工厂笔记本电脑工厂。
• 抽象工厂模式是健壮的，并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

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

您可以从我的 GitHub 项目 中下载示例代码。