Java设计模式-工厂方法模式和抽象工厂模式

Posted 2020-07-07 tuke_tuke

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Java设计模式-工厂方法模式和抽象工厂模式相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

工厂方法模式定义：

即定义一个创建对象的接口（即抽象工厂类），让其子类（具体工厂类）决定实例化哪一个类（具体产品类）。“一对一”的关系

1，一抽象工厂类派生出多个具体工厂类；

2，一抽象产品类派生出多个具体产品类；

3，每个具体工厂类只能创建一个具体产品类的实例。

UML图：

角色模块：

1，抽象工厂类：工厂方法模式的核心，定义一个创建对象的接口

2，具体工厂类：继承抽象工厂类，实现其工厂方法，实现具体业务逻辑

3，抽象产品类：是工厂方法模式所创建的产品的父类

4，具体产品类：实现抽象产品类的某个具体产品的对象。

工厂方法模式的代码模板：

Product.java

package com.hust.factory1;
//抽象产品类
public abstract class Product {
	//产品类的抽象方法，有具体的产品类去实现
      public abstract void method();
}

ConcreteProductA.java

package com.hust.factory1;
//具体产品类A
public class ConcreteProductA extends Product {

	public void method() {
		System.out.println("我是具体产品类A");
	}

<span style="font-size:24px;">}
</span>

ConcreteProductB.java

package com.hust.factory1;
//具体产品类B
public class ConcreteProductB extends Product {

	public void method() {
		System.out.println("我是具体产品类B");
	}

}

Factory.java

package com.hust.factory1;
//抽象工厂类
public abstract class Factory {
	//抽象的工厂方法，具体生产什么有子类去实现
      public abstract <T extends Product> T createProduct(Class<T> clz);
}

ConcreteFactory.java

/**
 * 
 */
package com.hust.factory1;

/**
 * @author tuke
 *
 */
public class ConcreteFactory extends Factory {

	/* 
	 * 需要哪一个类就传入哪一个类的类型
	 */
	public <T extends Product> T createProduct(Class<T> clz) {//传入一个class类要决定生产哪一个产品
		  Product p=null;
		  try {
			p=(Product) Class.forName(clz.getName()).newInstance();//根据类加载器实例化对象
		}  catch (Exception e) {			
			e.printStackTrace();
		}
		return (T) p;
	}

}

Test.java

package com.hust.factory1;

public class Test {

	/**
	 * @param args
	 */
	public static void main(String[] args) {
		Factory mFactory=new ConcreteFactory();//实例化具体工厂
		Product mProductA=mFactory.createProduct(ConcreteProductA.class);//根据类名初始化具体产品
		mProductA.method();
		Product mProductB=mFactory.createProduct(ConcreteProductB.class);
		mProductB.method();

	}

}

输出：

我是具体产品类A
我是具体产品类B

具体实现例子：由工厂方法生产奥迪Q3，奥迪Q5，奥迪Q7

AudiCar.java

package com.hust.factory2;
//抽象产品类
public abstract class AudiCar {
    //定义一个汽车的行为方法，车可以启动开走  
	public abstract void drive();
	//定义一个汽车的行为方法，车可以自动导航
	public abstract void selfNavigation();
	
}

AudiCarQ3.java

/**
 * 
 */
package com.hust.factory2;

/**
 * @author Administrator
 *
 */
public class AudiQ3 extends AudiCar {

	
	@Override
	public void drive() {		
     System.out.println("Q3启动啦！");
	}
	
	@Override
	public void selfNavigation() {
     System.out.println("Q3启自动导航啦！");
	}

}

AudiCarQ5.java

package com.hust.factory2;

public class AudiQ5 extends AudiCar {

	@Override
	public void drive() {
		System.out.println("Q5启动啦！");
	}

	@Override
	public void selfNavigation() {
		System.out.println("Q5开始巡航啦！");
	}

}

AudiCarQ7.java

package com.hust.factory2;

public class AudiQ7 extends AudiCar{

	@Override
	public void drive() {
		System.out.println("Q7启动啦！");
		
	}

	@Override
	public void selfNavigation() {
		System.out.println("Q7开始巡航啦！");
		
	}

}

AudiCarFactory.java

package com.hust.factory2;
//具体工厂类
public class AudiCarFactory extends AudiFactory {
    //实现工厂方法，如果要实现扩展多功能，可以在抽象类里增加抽象方法，在具体类中实现，这样就可以生产多个产品
	@Override
	public <T extends AudiCar> T createAudiCar(Class<T> clz) {
	     AudiCar mAudiCar=null;
	     try {
			mAudiCar=(AudiCar) Class.forName(clz.getName()).newInstance();
		}  catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
		return (T) mAudiCar;
	}

}

AudiFactory.java

package com.hust.factory2;

public abstract class AudiFactory {
     public abstract <T extends AudiCar> T createAudiCar(Class<T> clz);
}

AudiCarFactory.java

package com.hust.factory2;
//具体工厂类
public class AudiCarFactory extends AudiFactory {
    //实现工厂方法，如果要实现扩展多功能，可以在抽象类里增加抽象方法，在具体类中实现，这样就可以生产多个产品
	@Override
	public <T extends AudiCar> T createAudiCar(Class<T> clz) {
	     AudiCar mAudiCar=null;
	     try {
			mAudiCar=(AudiCar) Class.forName(clz.getName()).newInstance();
		}  catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
		return (T) mAudiCar;
	}

}

Test.java

package com.hust.factory2;

public class TestAudiCar {

	/**
	 * @param args
	 */
	public static void main(String[] args) {
	   AudiFactory mAudiFactory=new AudiCarFactory();//构造一个工厂对象
	   
	   //工厂根据具体产品类的类类型生产产品，这里是上转型对象
	   AudiCar Q3=mAudiFactory.createAudiCar(AudiQ3.class);
	   AudiCar Q5=mAudiFactory.createAudiCar(AudiQ5.class);
	   AudiCar Q7=mAudiFactory.createAudiCar(AudiQ7.class);
	   
	   Q3.drive();
	   Q3.selfNavigation();
	   
	   Q5.drive();
	   Q5.selfNavigation();
	   
	   Q7.drive();
	   Q7.selfNavigation();

	}

}

输出

Q3启动啦！
Q3启自动导航啦！
Q5启动啦！
Q5开始巡航啦！
Q7启动啦！
Q7开始巡航啦！

抽象工厂模式的定义：

为创建一组相关或相互依赖的对象提供一个接口，而且无需指定他们的具体类。

1，一个抽象工厂类，派生出多个具体工厂类；

2，多个抽象产品类，派生出多个具体产品类；

3，每个具体工厂类可创建多个具体产品类的实例。
UML图：

抽象工厂代码模板：

package com.hust.model;


//抽象工厂类
public abstract class AbstractFactory {
	//A和B是一组或相互依赖的对象
       public abstract AbstractProductA createProductA();//生产产品A的抽象方法
       public abstract AbstractProductB createProductB();//生产产品B的抽象方法
}

package com.hust.model;
//具体工厂1 生产具体类A1，B1
public class ConcreteFactory1 extends AbstractFactory {

	public AbstractProductA createProductA() {
		
		return new ConcreteProductA1();
	}

	public AbstractProductB createProductB() {
		
		return new ConcreteProductB1();
	}

}

package com.hust.model;
//具体工厂2 生产具体类A2，B2
public class ConcreteFactory2 extends AbstractFactory {

	public AbstractProductA createProductA() {
		
		return new ConcreteProductA2();
	}

	public AbstractProductB createProductB() {
		
		return new ConcreteProductB2();
	}

}

/**
 * 
 */
package com.hust.model;

/**
 * @author tuke
 *
 */
//抽象产品类A
public abstract class AbstractProductA {
       public abstract void method();
}

package com.hust.model;
//具体产品类A1
public class ConcreteProductA1 extends AbstractProductA {

	public void method() {
	  System.out.println("具体产品A1的方法");
	}

}

package com.hust.model;
//具体产品类A2
public class ConcreteProductA2 extends AbstractProductA {

	public void method() {
		 System.out.println("具体产品A2的方法");

	}

}

package com.hust.model;


//抽象产品类B
public abstract class AbstractProductB {
	 public abstract void method();
}

package com.hust.model;
//具体产品类B1
public class ConcreteProductB1 extends AbstractProductB {

	public void method() {
		 System.out.println("具体产品B1的方法");

	}

}

package com.hust.model;
//具体产品类B2
public class ConcreteProductB2 extends AbstractProductB {

	public void method() {
		 System.out.println("具体产品B2的方法");
	}

}

抽象工厂模式的简单实现：

还拿工厂生产奥迪Q3和Q7，是一个车系，但是零部件差别很大，Q3的发动机是国产的，Q7的发动机是原装进口的，Q3的轮胎是普通轮胎，Q7的轮胎是全尺寸越野轮胎，Q3使用的是比较普通的制动系统，而Q7是使用制动性能极好的制动系统。

虽然是一个车系，但是发动机，轮胎，制动系统对应的是一系列零部件。

汽车工厂需要生产轮胎，发动机，制动系统这3个零部件

抽象车厂类

package com.hust.audi;
//一个抽象工厂，只声明生产哪一类产品，具体的产品有子工厂去实现
public abstract class CarFactory {
    public abstract ITire createITire();//生产轮胎
    public abstract IEngine createIEngine();//生产发动机
    public abstract IBrake createIBrake();//生产制动系统
}

具体Q3子工厂

package com.hust.audi;

public class Q3Factory extends CarFactory {

	public ITire createITire() {		
		return new NormalTire();
	}

	public IEngine createIEngine() {	
		return new DomesticEngine();
	}

	public IBrake createIBrake() {		
		return new NormalBrake();
	}

}

具体Q7子工厂

package com.hust.audi;

public class Q7Factory extends CarFactory {

	public ITire createITire() {	
		return new SUVTire();
	}

	public IEngine createIEngine() {		
		return new ImportEngine();
	}

	public IBrake createIBrake() {	
		return new SeniorBrake();
	}

}

轮胎相关类

/**
 * 
 */
package com.hust.audi;

/**
 * 轮胎
 *
 */
public interface ITire {
      void tire();
}

package com.hust.audi;

public class NormalTire implements ITire {

	public void tire() {
		System.out.println("普通轮胎");
	}
}

package com.hust.audi;

public class SUVTire implements ITire {

	public void tire() {
		System.out.println("越野轮胎");
	}

}

发动机相关类

/**
 * 
 */
package com.hust.audi;

/**
 * 发动机
 *
 */
public interface IEngine {
    void engine();
}

package com.hust.audi;

public class DomesticEngine implements IEngine {

	public void engine() {
		System.out.println("国产发动机");
	}

}

package com.hust.audi;

public class ImportEngine implements IEngine {

	public void engine() {
		System.out.println("进口发动机");

	}

}

制动系统相关类

/**
 * 
 */
package com.hust.audi;

/**
 * 制动系统
 *
 */
public interface IBrake {
      void brake();
}

package com.hust.audi;

public class NormalBrake implements IBrake {

	public void brake() {
	System.out.println("普通制动");
	}

}

package com.hust.audi;

public class SeniorBrake implements IBrake {

	public void brake() {
		System.out.println("高级制动");

	}

}

Test.java

package com.hust.audi;

public class Test {

/**
* Q3工厂生产：
普通轮胎
国产发动机
普通制动
-------------------
Q7工厂生产：
越野轮胎
进口发动机
高级制动
*/
	public static void main(String[] args) {
		//构造一个Q3工厂
		CarFactory mQ3Factory=new Q3Factory();
		System.out.println("Q3工厂生产：");
		mQ3Factory.createITire().tire();
		mQ3Factory.createIEngine().engine();
		mQ3Factory.createIBrake().brake();
		System.out.println("-------------------");
		//构造一个Q7工厂
		CarFactory mQ7Factory=new Q7Factory();
		System.out.println("Q7工厂生产：");
		mQ7Factory.createITire().tire();
		mQ7Factory.createIEngine().engine();
		mQ7Factory.createIBrake().brake();

	}

}

抽象工厂模式与工厂方法模式的区别:

抽象工厂模式是工厂方法模式的升级版本，他用来创建一组相关或者相互依赖的对象。
他与工厂方法模式的区别就在于，工厂方法模式针对的是一个产品等级结构；而抽象工厂模式则是针对的多个产品等级结构。
在编程中，通常一个产品结构，表现为一个接口或者抽象类，也就是说，工厂方法模式提供的所有产品都是衍生自同一个接口或抽象类，而抽象工厂模式所提供的产品则是衍生自不同的接口或抽象类。
在抽象工厂模式中，有一个产品族的概念：所谓的产品族，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。抽象工厂模式所提供的一系列产品就组成一个产品族；而工厂方法提供的一系列产品称为一个等级结构

以上是关于Java设计模式-工厂方法模式和抽象工厂模式的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

关于简单工厂模式工厂方法模式和抽象工厂模式的解析

Java设计模式（创建型：工厂方法模式+抽象工厂模式)

java中抽象工厂模式详解和使用方法

java设计模式 -------- 创建模式之抽象工厂模式

Java设计模式学习记录-抽象工厂模式

设计模式--10工厂方法和抽象工厂模式