[设计模式Java实现附plantuml源码~创建型] 产品族的创建——抽象工厂模式

简介: [设计模式Java实现附plantuml源码~创建型] 产品族的创建——抽象工厂模式

前言:

为什么之前写过Golang 版的设计模式,还在重新写Java 版?

答:因为对于我而言,当然也希望对正在学习的大伙有帮助。Java作为一门纯面向对象的语言,更适合用于学习设计模式。

为什么类图要附上uml

因为很多人学习有做笔记的习惯,如果单纯的只是放一张图片,那么学习者也只能复制一张图片,可复用性较低,附上uml,方便有新理解时,快速出新图。


工厂方法模式通过引入工厂等级结构,解决了简单工厂模式中工厂类职责太重的问题。但由于工厂方法模式中的每个工厂只生产一类产品,可能会导致系统中存在大量的工厂类,势必会增加系统的开销。此时,可以考虑将一些相关的产品组成一个“产品族”,由同一个工厂来统一生产,这就是本章将要学习的抽象工厂模式的基本思想。


为了更好地理解抽象工厂模式,这里先引入如下两个概念:

(1)产品等级结构。产品等级结构即产品的继承结构,例如一个抽象类是电视机,其子类有海尔电视机、海信电视机、TCL电视机,则抽象电视机与具体品牌的电视机之间构成了一个产品等级结构,抽象电视机是父类,而具体品牌的电视机是其子类。

(2)产品族。在抽象工厂模式中,产品族是指由同一个工厂生产的,位于不同产品等级结构中的一组产品。例如海尔电器工厂生产的海尔电视机、海尔电冰箱,海尔电视机位于电视机产品等级结构中,海尔电冰箱位于电冰箱产品等级结构中,海尔电视机、海尔电冰箱构成了一个产品族。

82e3acb0d278bf577fd71f547c1a0f18.png

抽象工厂模式为创建一组对象提供了一种解决方案。与工厂方法模式相比,抽象工厂模式中的具体工厂不只是创建一种产品,它负责创建一族产品。

抽象工厂模式定义如下:抽象工厂模式(Abstract Factory Pattern):提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口,而无须指定它们具体的类。抽象工厂模式又称为Kit模式,它是一种对象创建型模式。

@startuml

abstract class 抽象产品族1海尔{}

class 产品1电视机 extends 抽象产品族1海尔 {}
class 产品2洗衣机 extends 抽象产品族1海尔 {}

abstract class 抽象产品族2{}

abstract class 抽象工厂 {

+ 生产抽象产品族1():抽象产品族1海尔
+ 生产抽象产品族2():抽象产品族2
}

class 具体工厂1 extends 抽象产品族1海尔 implements 抽象工厂 {
+ 生产产品1():抽象产品族1海尔
+ 生产产品2():抽象产品族1海尔
}

具体工厂1 -up-> 产品1电视机
具体工厂1 -up-> 产品2洗衣机

@enduml

在抽象工厂模式结构图中包含以下4个角色。

(1)AbstractFactory(抽象工厂):它声明了一组用于创建一族产品的方法,每个方法对应一种产品。

(2)ConcreteFactory(具体工厂):它实现了在抽象工厂中声明的创建产品的方法,生成一组具体产品,这些产品构成了一个产品族,每种产品都位于某个产品等级结构中。

(3)AbstractProduct(抽象产品):它为每种产品声明接口,在抽象产品中声明了产品所具有的业务方法。

(4)ConcreteProduct(具体产品):它定义具体工厂生产的具体产品对象,实现在抽象产品接口中声明的业务方法。

代码实现

public class AbstractFactoryDemo {
    // 抽象产品族1
    static abstract class AbstractProductFamily1 {}

    // 产品1
    static class Product1 extends AbstractProductFamily1 {}

    // 产品2
    static class Product2 extends AbstractProductFamily1 {}

    // 抽象产品族2
    static abstract class AbstractProductFamily2 {}

    // 抽象工厂
    interface AbstractFactory {
        AbstractProductFamily1 createProductFamily1();
        AbstractProductFamily2 createProductFamily2();
    }

    // 具体工厂1
    static class ConcreteFactory1 implements AbstractFactory {
        @Override
        public AbstractProductFamily1 createProductFamily1() {
            return new Product1();
        }

        @Override
        public AbstractProductFamily2 createProductFamily2() {
            // 在具体工厂1中创建抽象产品族2的实例
            return null; // 根据具体情况进行实现
        }
    }


    public static void main(String[] args) {
        // 创建具体工厂1的实例
        AbstractFactory factory = new ConcreteFactory1();

        // 使用具体工厂1创建抽象产品族1的实例
        AbstractProductFamily1 product1 = factory.createProductFamily1();
        AbstractProductFamily1 product2 = factory.createProductFamily1();
        System.out.println(product1);
        System.out.println(product2);

        // 使用具体工厂1创建抽象产品族2的实例
        AbstractProductFamily2 product3 = factory.createProductFamily2();
        System.out.println(product3);

    }

}

抽象工厂总结

抽象工厂模式的主要优点如下:

(1)抽象工厂模式隔离了具体类的生成,使得客户并不需要知道什么被创建。由于这种隔离,更换一个具体工厂就变得相对容易,所有的具体工厂都实现了在抽象工厂中声明的那些公共接口,因此只需改变具体工厂的实例,就可以在某种程度上改变整个软件系统的行为。

(2)当一个产品族中的多个对象被设计成一起工作时,它能够保证客户端始终只使用同一个产品族中的对象。

(3)增加新的产品族很方便,无须修改已有系统,符合开闭原则。

抽象工厂模式的主要缺点是:

增加新的产品等级结构麻烦,需要对原有系统进行较大的修改,甚至需要修改抽象层代码,这显然会带来较大的不便,违背了开闭原则。

适用场景

在以下情况下可以考虑使用抽象工厂模式:

(1)一个系统不应当依赖于产品类实例如何被创建、组合和表达的细节,这对于所有类型的工厂模式都是很重要的,用户无须关心对象的创建过程,将对象的创建和使用解耦。

(2)系统中有多于一个的产品族,而每次只使用其中某一个产品族。可以通过配置文件等方式来使得用户可以动态改变产品族,也可以很方便地增加新的产品族。

(3)属于同一个产品族的产品将在一起使用,这一约束必须在系统的设计中体现出来。同一个产品族中的产品可以是没有任何关系的对象,但是它们都具有一些共同的约束。例如同一操作系统下的按钮和文本框,按钮与文本框之间没有直接关系,但它们都是属于某一操作系统的,此时具有一个共同的约束条件:操作系统的类 型。

(4)产品等级结构稳定,设计完成之后,不会向系统中增加新的产品等级结构或者删除已有的产品等级结构。

相关文章
|
1天前
|
监控 Java 应用服务中间件
高级java面试---spring.factories文件的解析源码API机制
【11月更文挑战第20天】Spring Boot是一个用于快速构建基于Spring框架的应用程序的开源框架。它通过自动配置、起步依赖和内嵌服务器等特性,极大地简化了Spring应用的开发和部署过程。本文将深入探讨Spring Boot的背景历史、业务场景、功能点以及底层原理,并通过Java代码手写模拟Spring Boot的启动过程,特别是spring.factories文件的解析源码API机制。
9 2
|
5天前
|
人工智能 监控 数据可视化
Java智慧工地信息管理平台源码 智慧工地信息化解决方案SaaS源码 支持二次开发
智慧工地系统是依托物联网、互联网、AI、可视化建立的大数据管理平台,是一种全新的管理模式,能够实现劳务管理、安全施工、绿色施工的智能化和互联网化。围绕施工现场管理的人、机、料、法、环五大维度,以及施工过程管理的进度、质量、安全三大体系为基础应用,实现全面高效的工程管理需求,满足工地多角色、多视角的有效监管,实现工程建设管理的降本增效,为监管平台提供数据支撑。
17 3
|
10天前
|
运维 自然语言处理 供应链
Java云HIS医院管理系统源码 病案管理、医保业务、门诊、住院、电子病历编辑器
通过门诊的申请,或者直接住院登记,通过”护士工作站“分配患者,完成后,进入医生患者列表,医生对应开具”长期医嘱“和”临时医嘱“,并在电子病历中,记录病情。病人出院时,停止长期医嘱,开具出院医嘱。进入出院审核,审核医嘱与住院通过后,病人结清缴费,完成出院。
40 3
|
16天前
|
JavaScript Java 项目管理
Java毕设学习 基于SpringBoot + Vue 的医院管理系统 持续给大家寻找Java毕设学习项目(附源码)
基于SpringBoot + Vue的医院管理系统,涵盖医院、患者、挂号、药物、检查、病床、排班管理和数据分析等功能。开发工具为IDEA和HBuilder X,环境需配置jdk8、Node.js14、MySQL8。文末提供源码下载链接。
|
19天前
|
移动开发 前端开发 JavaScript
java家政系统成品源码的关键特点和技术应用
家政系统成品源码是已开发完成的家政服务管理软件,支持用户注册、登录、管理个人资料,家政人员信息管理,服务项目分类,订单与预约管理,支付集成,评价与反馈,地图定位等功能。适用于各种规模的家政服务公司,采用uniapp、SpringBoot、MySQL等技术栈,确保高效管理和优质用户体验。
|
20天前
|
设计模式 Java 程序员
[Java]23种设计模式
本文介绍了设计模式的概念及其七大原则,强调了设计模式在提高代码重用性、可读性、可扩展性和可靠性方面的作用。文章还简要概述了23种设计模式,并提供了进一步学习的资源链接。
35 0
[Java]23种设计模式
|
4天前
|
设计模式 JavaScript Java
Java设计模式:建造者模式详解
建造者模式是一种创建型设计模式,通过将复杂对象的构建过程与表示分离,使得相同的构建过程可以创建不同的表示。本文详细介绍了建造者模式的原理、背景、应用场景及实际Demo,帮助读者更好地理解和应用这一模式。
|
1月前
|
设计模式 监控 算法
Java设计模式梳理:行为型模式(策略,观察者等)
本文详细介绍了Java设计模式中的行为型模式,包括策略模式、观察者模式、责任链模式、模板方法模式和状态模式。通过具体示例代码,深入浅出地讲解了每种模式的应用场景与实现方式。例如,策略模式通过定义一系列算法让客户端在运行时选择所需算法;观察者模式则让多个观察者对象同时监听某一个主题对象,实现松耦合的消息传递机制。此外,还探讨了这些模式与实际开发中的联系,帮助读者更好地理解和应用设计模式,提升代码质量。
Java设计模式梳理:行为型模式(策略,观察者等)
|
1月前
|
设计模式 Java
Java设计模式
Java设计模式
28 0
|
1月前
|
设计模式 Java
Java设计模式之外观模式
这篇文章详细解释了Java设计模式之外观模式的原理及其应用场景,并通过具体代码示例展示了如何通过外观模式简化子系统的使用。
29 0

热门文章

最新文章

  • 1
    C++一分钟之-设计模式:工厂模式与抽象工厂
    42
  • 2
    《手把手教你》系列基础篇(九十四)-java+ selenium自动化测试-框架设计基础-POM设计模式实现-下篇(详解教程)
    46
  • 3
    C++一分钟之-C++中的设计模式:单例模式
    53
  • 4
    《手把手教你》系列基础篇(九十三)-java+ selenium自动化测试-框架设计基础-POM设计模式实现-上篇(详解教程)
    37
  • 5
    《手把手教你》系列基础篇(九十二)-java+ selenium自动化测试-框架设计基础-POM设计模式简介(详解教程)
    61
  • 6
    Java面试题:结合设计模式与并发工具包实现高效缓存;多线程与内存管理优化实践;并发框架与设计模式在复杂系统中的应用
    56
  • 7
    Java面试题:设计模式在并发编程中的创新应用,Java内存管理与多线程工具类的综合应用,Java并发工具包与并发框架的创新应用
    40
  • 8
    Java面试题:如何使用设计模式优化多线程环境下的资源管理?Java内存模型与并发工具类的协同工作,描述ForkJoinPool的工作机制,并解释其在并行计算中的优势。如何根据任务特性调整线程池参数
    49
  • 9
    Java面试题:请列举三种常用的设计模式,并分别给出在Java中的应用场景?请分析Java内存管理中的主要问题,并提出相应的优化策略?请简述Java多线程编程中的常见问题,并给出解决方案
    105
  • 10
    Java面试题:设计模式如单例模式、工厂模式、观察者模式等在多线程环境下线程安全问题,Java内存模型定义了线程如何与内存交互,包括原子性、可见性、有序性,并发框架提供了更高层次的并发任务处理能力
    75