設計模式--抽象工廠模式

抽象工廠模式【Abstract Factory Pattern】
好了，我們繼續上一節課，上一節講到女媧造人，人是造出來了，世界時熱鬧了，可是
低頭一看，都是清一色的類型，缺少關愛、仇恨、喜怒哀樂等情緒，人類的生命太平淡了，
女媧一想，猛然一拍腦袋，Shit！忘記給人類定義性別了，那怎麼辦？抹掉重來，然後就把
人類重新洗牌，準備重新開始製造人類。
由於先前的工作已經花費了很大的精力做爲鋪墊，也不想從頭開始了，那先說人類
（Product 產品類）怎麼改吧，好，有了，給每個人類都加一個性別，然後再重新制造，這
個問題解決了，那八卦爐怎麼辦？只有一個呀，要麼生產出全都是男性，要不都是女性，那
不行呀，有了，把已經有了一條生產線——八卦爐（工廠模式中的Concrete Factory）拆
開，於是女媧就使用了“八卦拷貝術”，把原先的八卦爐一個變兩個，並且略加修改，就成
了女性八卦爐（只生產女性，一個具體工廠的實現類）和男性八卦爐（只生產男性，又一個
具體工廠的實現類），這個過程的類圖如下：
先看人類（也就是產品）的類圖：
這個類圖也比較簡單，Java 的典型類圖，一個接口，幾個抽象類，然後是幾個實現類，
沒啥多說的，其中三個抽象類在抽象工廠模式中是叫做產品等級，六個實現類是叫做產品族，
這個也比較好理解，實現類嘛是真實的產品，一個叫產品，多了就叫產品族，然後再看工廠
類：
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其中抽象工廠只實現了一個createHuman 的方法，目的是簡化實現類的代碼工作量，這
個在講代碼的時候會說。這裏還使用了Jdk 1.5 的一個新特性Enum 類型，其實這個完全可
以類的靜態變量來實現，但我想既然是學習就應該學有所獲得，即使你對這個模式非常瞭解，
也可能沒用過Enum 類型，也算是一個不同的知識點吧，我希望給大家講解，每次都有新的
技術點提出來，每個人都會有一點的收穫就足夠了，然後在具體的項目中使用時，知道有這
個技術點，然後上baidu 狗狗一下就能解決問題。話題扯遠了，我們繼續類圖，完整的類圖
如下，這個看不大清楚，其實就是上面那兩個類圖加起來，大家可以看源碼中的那個類圖文
件：
然後類圖講解完畢，我們來看程序實現：
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第 34 頁
package com.cbf4life;
/**
* @author cbf4Life [email protected]
* I'm glad to share my knowledge with you all.
* 定義一個人類的統稱，問題出來了，剛剛定義的時候忘記定義性別了
* 這個重要的問題非修改不可，否則這個世界上太多太多的東西不存在了
*/
public interface Human {
//首先定義什麼是人類
//人是愉快的，會笑的，本來是想用smile表示，想了一下laugh更合適，好長時間
沒有大笑了；
public void laugh();
//人類還會哭，代表痛苦
public void cry();
//人類會說話
public void talk();
//定義性別
public void sex();
}
人類的接口定義好，然後根據接口創建三個抽象類，也就是三個產品等級，實現
laugh()、cry()、talk()三個方法，以AbstractYellowHuman 爲例：
package com.cbf4life.yellowHuman;
import com.cbf4life.Human;
/**
* @author cbf4Life [email protected]
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* 爲什麼要修改成抽象類呢？要定義性別呀
*/
public abstract class AbstractYellowHuman implements Human {
public void cry() {
System.out.println("黃色人種會哭");
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第 35 頁
}
public void laugh() {
System.out.println("黃色人種會大笑，幸福呀！");
}
public void talk() {
System.out.println("黃色人種會說話，一般說的都是雙字節");
}
}
其他的兩個抽象類AbstractWhiteHuman 和AbstractgBlackHuman 與此類似的事項方法，
不再通篇拷貝代碼，大家可以看一下源代碼。算了，還是拷貝，反正是電子檔的，不想看就
往下翻頁，也成就了部分“懶人”，不用啓動Eclipse，還要把源碼拷貝進來：
白種人的抽象類：
package com.cbf4life.whiteHuman;
import com.cbf4life.Human;
/**
* @author cbf4Life [email protected]
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* 白色人人種
* 爲了代碼整潔，新建一個包，這裏是白種人的天下了
*/
public abstract class AbstractWhiteHuman implements Human {
public void cry() {
System.out.println("白色人種會哭");
}
public void laugh() {
System.out.println("白色人種會大笑，侵略的笑聲");
您的設計模式
第 36 頁
}
public void talk() {
System.out.println("白色人種會說話，一般都是但是單字節！");
}
}
黑種人的抽象類：
package com.cbf4life.blackHuman;
import com.cbf4life.Human;
/**
* @author cbf4Life [email protected]
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* 黑色人種，記得中學學英語，老師說black man是侮辱人的意思，不懂，沒跟老外說
話
*/
public abstract class AbstractBlackHuman implements Human {
public void cry() {
System.out.println("黑人會哭");
}
public void laugh() {
System.out.println("黑人會笑");
}
public void talk() {
System.out.println("黑人可以說話，一般人聽不懂");
}
}
三個抽象類都實現完畢了，然後就是些實現類了。其實，你說抽象類放這裏有什麼意義
嗎？就是不允許你new 出來一個抽象的對象唄，使用非抽象類完全就可以代替，呵呵，殺豬
殺尾巴，各有各的殺法，不過既然進了Java 這個門就要遵守Java 這個規矩，我們看實現類：
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女性黃種人的實現類：
package com.cbf4life.yellowHuman;
/**
* @author cbf4Life [email protected]
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* 女性黃種人
*/
public class YellowFemaleHuman extends AbstractYellowHuman {
public void sex() {
System.out.println("該黃種人的性別爲女...");
}
}
男性黃種人的實現類：
package com.cbf4life.yellowHuman;
/**
* @author cbf4Life [email protected]
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* 男性黃種人
*/
public class YellowMaleHuman extends AbstractYellowHuman {
public void sex() {
System.out.println("該黃種人的性別爲男....");
}
}
女性白種人的實現類：
package com.cbf4life.whiteHuman;
/**
* @author cbf4Life [email protected]
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* 女性白種人
*/
public class WhiteFemaleHuman extends AbstractWhiteHuman {
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public void sex() {
System.out.println("該白種人的性別爲女....");
}
}
男性白種人的實現類：
package com.cbf4life.whiteHuman;
/**
* @author cbf4Life [email protected]
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* 男性白種人
*/
public class WhiteMaleHuman extends AbstractWhiteHuman {
public void sex() {
System.out.println("該白種人的性別爲男....");
}
}
女性黑種人的實現類：
package com.cbf4life.blackHuman;
/**
* @author cbf4Life [email protected]
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* 女性黑種人
*/
public class BlackFemaleHuman extends AbstractBlackHuman {
public void sex() {
System.out.println("該黑種人的性別爲女...");
}
}
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第 39 頁
男性黑種人的實現類：
package com.cbf4life.blackHuman;
/**
* @author cbf4Life [email protected]
* I'm glad to share my knowledge with you all.
* 男性黑種人
*/
public class BlackMaleHuman extends AbstractBlackHuman {
public void sex() {
System.out.println("該黑種人的性別爲男...");
}
}
抽象工廠模式下的產品等級和產品族都已經完成，也就是人類以及產生出的人類是什麼
樣子的都已經定義好了，下一步就等着工廠開工創建了，那我們來看工廠類。
在看工廠類之前我們先看那個枚舉類型，這個是很有意思的：
package com.cbf4life;
/**
* @author cbf4Life [email protected]
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* 世界上有哪些類型的人，列出來
* JDK 1.5開始引入enum類型也是目的的，吸引C程序員轉過來
*/
public enum HumanEnum {
//把世界上所有人類型都定義出來
YelloMaleHuman("com.cbf4life.yellowHuman.YellowMaleHuman"),
YelloFemaleHuman("com.cbf4life.yellowHuman.YellowFemaleHuman")
,
WhiteFemaleHuman("com.cbf4life.whiteHuman.WhiteFemaleHuman"),
WhiteMaleHuman("com.cbf4life.whiteHuman.WhiteMaleHuman"),
BlackFemaleHuman("com.cbf4life.blackHuman.BlackFemaleHuman"),
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BlackMaleHuman("com.cbf4life.blackHuman.BlackMaleHuman");
private String value = "";
//定義構造函數，目的是Data(value)類型的相匹配
private HumanEnum(String value){
this.value = value;
}
public String getValue(){
return this.value;
}
/*
* java enum類型儘量簡單使用，儘量不要使用多態、繼承等方法
* 畢竟用Clas完全可以代替enum
*/
}
我之所以引入Enum 這個類型，是想讓大家在看這本書的時候能夠隨時隨地的學到點什
麼，你如果看不懂設計模式，你可以從我的程序中學到一些新的技術點，不用像我以前報着
磚頭似的書在那裏啃，看一遍不懂，再看第二遍，然後翻了英文原本才知道，哦~，原來是
這樣滴，只能說有些翻譯家實在不懂技術。我在講解技術的時候，儘量少用專業術語，儘量
使用大部分人類都能理解的語言。
Enum 以前我也很少用，最近在一個項目中偶然使用上了，然後才發覺它的好處，Enum
類型作爲一個參數傳遞到一個方法中時，在Junit 進行單元測試的時候，不用判斷輸入參數
是否爲空、長度爲0 的邊界異常條件，如果方法傳入的參數不是Enum 類型的話，根本就傳
遞不進來，你說定義一個類，定義一堆的靜態變量，這也可以呀，這個不和你擡槓，上面的
代碼我解釋一下，構造函數沒啥好說的，然後是getValue()方法，就是獲得枚舉類型中一
個元素的值，枚舉類型中的元素也是有名稱和值的，這個和HashMap 有點類似。
然後，我們看我們的工廠類，先看接口：
package com.cbf4life;
您的設計模式
第 41 頁
/**
* @author cbf4Life [email protected]
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* 這次定一個接口，應該要造不同性別的人，需要不同的生產線
* 那這個八卦爐必須可以製造男人和女人
*/
public interface HumanFactory {
//製造黃色人種
public Human createYellowHuman();
//製造一個白色人種
public Human createWhiteHuman();
//製造一個黑色人種
public Human createBlackHuman();
}
然後看抽象類：
package com.cbf4life.humanFactory;
import com.cbf4life.Human;
import com.cbf4life.HumanEnum;
import com.cbf4life.HumanFactory;
/**
* @author cbf4Life [email protected]
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* 編寫一個抽象類，根據enum創建一個人類出來
*/
public abstract class AbstractHumanFactory implements HumanFactory
{
/*
* 給定一個性別人種，創建一個人類出來專業術語是產生產品等級
*/
protected Human createHuman(HumanEnum humanEnum) {
Human human = null;
//如果傳遞進來不是一個Enum中具體的一個Element的話，則不處理
if (!humanEnum.getValue().equals("")) {
try {
//直接產生一個實例
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human = (Human)
Class.forName(humanEnum.getValue()).newInstance();
} catch (Exception e) {
//因爲使用了enum，這個種異常情況不會產生了，除非你的enum有問
題；
e.printStackTrace();
}
}
return human;
}
}
看到沒，這就是引入enum 的好處，createHuman(HumanEnum humanEnum)這個方法定義
了輸入參數必須是HumanEnum 類型，然後直接使用humanEnum.getValue()方法就能獲得具
體傳遞進來的值，這個不多說了，大家自己看程序領會，沒多大難度，這個抽象類的目的就
是減少下邊實現類的代碼量，我們看實現類：
男性工廠，只創建男性：
package com.cbf4life.humanFactory;
import com.cbf4life.Human;
import com.cbf4life.HumanEnum;
/**
* @author cbf4Life [email protected]
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* 男性創建工廠
*/
public class MaleHumanFactory extends AbstractHumanFactory {
//創建一個男性黑種人
public Human createBlackHuman() {
return super.createHuman(HumanEnum.BlackMaleHuman);
}
//創建一個男性白種人
public Human createWhiteHuman() {
return super.createHuman(HumanEnum.WhiteMaleHuman);
}
//創建一個男性黃種人
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public Human createYellowHuman() {
return super.createHuman(HumanEnum.YelloMaleHuman);
}
}
女性工廠，只創建女性：
package com.cbf4life.humanFactory;
import com.cbf4life.Human;
import com.cbf4life.HumanEnum;
/**
* @author cbf4Life [email protected]
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* 女性創建工廠
*/
public class FemaleHumanFactory extends AbstractHumanFactory {
//創建一個女性黑種人
public Human createBlackHuman() {
return super.createHuman(HumanEnum.BlackFemaleHuman);
}
//創建一個女性白種人
public Human createWhiteHuman() {
return super.createHuman(HumanEnum.WhiteFemaleHuman);
}
//創建一個女性黃種人
public Human createYellowHuman() {
return super.createHuman(HumanEnum.YelloFemaleHuman);
}
}
產品定義好了，工廠也定義好了，萬事俱備只欠東風，那咱就開始造吧，哦，不對，女
媧開始造人了：
package com.cbf4life;
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第 44 頁
import com.cbf4life.humanFactory.FemaleHumanFactory;
import com.cbf4life.humanFactory.MaleHumanFactory;
/**
* @author cbf4Life [email protected]
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* 女媧建立起了兩條生產線，分別是：
* 男性生產線
* 女性生產線
*/
public class NvWa {
public static void main(String[] args) {
//第一條生產線，男性生產線
HumanFactory maleHumanFactory = new MaleHumanFactory();
//第二條生產線，女性生產線
HumanFactory femaleHumanFactory = new FemaleHumanFactory();
//生產線建立完畢，開始生產人了:
Human maleYellowHuman =
maleHumanFactory.createYellowHuman();
Human femaleYellowHuman =
femaleHumanFactory.createYellowHuman();
maleYellowHuman.cry();
maleYellowHuman.laugh();
femaleYellowHuman.sex();
/*
* .....
* 後面你可以續了
*/
}
}
兩個八卦爐，一個造女的，一個造男的，開足馬力，一直造到這個世界到現在這個模式
爲止。
抽象工廠模式講完了，那我們再思考一些問題：工廠模式有哪些優缺點？先說優點，我
這人一般先看人優點，非常重要的有點就是，工廠模式符合OCP 原則，也就是開閉原則，怎
麼說呢，比如就性別的問題，這個世界上還存在雙性人，是男也是女的人，那這個就是要在
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我們的產品族中增加一類產品，同時再增加一個工廠就可以解決這個問題，不需要我再來實
現了吧，很簡單的大家自己畫下類圖，然後實現下。
那還有沒有其他好處呢？抽象工廠模式，還有一個非常大的有點，高內聚，低耦合，在
一個較大的項目組，產品是由一批人定義開發的，但是提供其他成員訪問的時候，只有工廠
方法和產品的接口，也就是說只需要提供Product Interface 和Concrete Factory 就可以
產生自己需要的對象和方法，Java 的高內聚低耦合的特性表現的一覽無遺，哈哈。
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