抽象工厂模式
假设我们不仅有一个Shape接口和三个实现类Circle、Rectangle和Square，还有一个Color接口和三个实现类Red、Green和Blue，我们想要根据给定的类型来创建相应的形状或颜色对象。
首先，我们定义一个Shape接口和三个实现类，这里和前面两种模式一样：
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// Shape接口 public interface Shape { void draw(); } // Circle类 public class Circle implements Shape { @Override public void draw() { System.out.println("Draw a circle"); } } // Rectangle类 public class Rectangle implements Shape { @Override public void draw() { System.out.println("Draw a rectangle"); } } // Square类 public class Square implements Shape { @Override public void draw() { System.out.println("Draw a square"); } }
然后，我们定义一个Color接口和三个实现类：
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// Color接口 public interface Color { void fill(); } // Red类 public class Red implements Color { @Override public void fill() { System.out.println("Fill with red"); } } // Green类 public class Green implements Color { @Override public void fill() { System.out.println("Fill with green"); } } // Blue类 public class Blue implements Color { @Override public void fill() { System.out.println("Fill with blue"); } }
接着，我们定义一个抽象工厂类AbstractFactory，它有两个抽象方法createShape和createColor，分别返回一个Shape对象和一个Color对象：
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// 抽象工厂类AbstractFactory public abstract class AbstractFactory { // 抽象方法createShape public abstract Shape createShape(String shapeType); // 抽象方法createColor public abstract Color createColor(String colorType); }
然后，我们定义三个具体工厂类，分别是ShapeFactory、ColorFactory和MixedFactory，它们都继承自AbstractFactory，并实现其抽象方法。其中，ShapeFactory只负责创建形状对象，ColorFactory只负责创建颜色对象，MixedFactory既可以创建形状对象又可以创建颜色对象：
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// ShapeFactory类 public class ShapeFactory extends AbstractFactory { @Override public Shape createShape(String shapeType) { if (shapeType == null) { return null; } if (shapeType.equalsIgnoreCase("circle")) { return new Circle(); } else if (shapeType.equalsIgnoreCase("rectangle")) { return new Rectangle(); } else if (shapeType.equalsIgnoreCase("square")) { return new Square(); } return null; } @Override public Color createColor(String colorType) { // 不支持创建颜色对象，返回null return null; } } // ColorFactory类 public class ColorFactory extends AbstractFactory { @Override public Shape createShape(String shapeType) { // 不支持创建形状对象，返回null return null; } @Override public Color createColor(String colorType) { if (colorType == null) { return null; } if (colorType.equalsIgnoreCase("red")) { return new Red(); } else if (colorType.equalsIgnoreCase("green")) { return new Green(); } else if (colorType.equalsIgnoreCase("blue")) { return new Blue(); } return null; } } // MixedFactory类 public class MixedFactory extends AbstractFactory { @Override public Shape createShape(String shapeType) { // 可以创建形状对象，逻辑同ShapeFactory类 if (shapeType == null) { return null; } if (shapeType.equalsIgnoreCase("circle")) { return new Circle(); } else if (shapeType.equalsIgnoreCase("rectangle")) { return new Rectangle(); } else if (shapeType.equalsIgnoreCase("square")) { return new Square(); } return null; } @Override public Color createColor(String colorType) { // 可以创建颜色对象，逻辑同ColorFactory类 if (colorType == null) { return null; } if (colorType.equalsIgnoreCase("red")) { return new Red(); } else if (colorType.equalsIgnoreCase("green")) { return new Green(); } else if (colorType.equalsIgnoreCase("blue")) { return new Blue(); } return null; } }
最后，我们可以在客户端使用不同的工厂类来创建不同类型的形状或颜色对象：
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// 客户端 public class Client { public static void main(String[] args) { // 创建一个形状工厂对象 AbstractFactory shapeFactory = new ShapeFactory(); // 通过形状工厂对象创建一个圆形对象 Shape circle = shapeFactory.createShape("circle"); // 调用圆形对象的draw方法 circle.draw(); // 通过形状工厂对象创建一个矩形对象 Shape rectangle = shapeFactory.createShape("rectangle"); // 调用矩形对象的draw方法 rectangle.draw(); // 通过形状工厂对象创建一个正方形对象 Shape square = shapeFactory.createShape("square"); // 调用正方形对象的draw方法 square.draw(); // 创建一个颜色工厂对象 AbstractFactory colorFactory = new ColorFactory(); // 通过颜色工厂对象创建一个红色对象 Color red = colorFactory.createColor("red"); // 调用红色对象的fill方法 red.fill(); // 通过颜色工厂对象创建一个绿色对象 Color green = colorFactory.createColor("green"); // 调用绿色对象的fill方法 green.fill(); // 通过颜色工厂对象创建一个蓝色对象 Color blue = colorFactory.createColor("blue"); // 调用蓝色对象的fill方法 blue.fill(); // 创建一个混合工厂对象 AbstractFactory mixedFactory = new MixedFactory(); // 通过混合工厂对象创建一个圆形和红色的组合对象 Shape circleRed = mixedFactory.createShape("circle"); Color redRed = mixedFactory.createColor("red"); // 调用组合对象的draw和fill方法 circleRed.draw(); redRed.fill(); } } 输出结果如下：
输出结果如下：
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Draw a circle Draw a rectangle Draw a square Fill with red Fill with green Fill with blue Draw a circle Fill with red
Spring 代码示例
这里对上述的抽象工厂代码示进行 Spring 框架下的改造。
先改造 Shape 接口的实现类加上 @Component 注解
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// Shape接口 public interface Shape { void draw(); } // Circle类 @Component public class Circle implements Shape { @Override public void draw() { System.out.println("Draw a circle"); } } // Rectangle类 @Component public class Rectangle implements Shape { @Override public void draw() { System.out.println("Draw a rectangle"); } } // Square类 @Component public class Square implements Shape { @Override public void draw() { System.out.println("Draw a square"); } }
然后在改造 Color 接口的三个实现类加上 @Component 注解
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// Color接口 public interface Color { void fill(); } // Red类 @Component public class Red implements Color { @Override public void fill() { System.out.println("Fill with red"); } } // Green类 @Component public class Green implements Color { @Override public void fill() { System.out.println("Fill with green"); } } // Blue类 @Component public class Blue implements Color { @Override public void fill() { System.out.println("Fill with blue"); } }
抽象工厂类 AbstractFactory 的具体工厂 MixedFactory 类加上 @Component 注解
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// 抽象工厂类AbstractFactory public abstract class AbstractFactory { // 抽象方法createShape public abstract Shape createShape(String shapeType); // 抽象方法createColor public abstract Color createColor(String colorType); } // MixedFactory类 @Component public class MixedFactory extends AbstractFactory { @Autowired private Map<String, Shape> shapeMap; @Autowired private Map<String, Color> colorMap; @Override public Shape createShape(String shapeType) { // 可以创建形状对象，逻辑同ShapeFactory类 if (shapeType == null) { return null; } return shapeMap.getOrDefault(shapeType, null); } @Override public Color createColor(String colorType) { // 可以创建颜色对象，逻辑同ColorFactory类 if (colorType == null) { return null; } return colorMap.getOrDefault(colorType, null); } }
最后我们可以在客户端使用不同的工厂类来创建不同类型的形状或颜色对象：
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// 客户端 // 测试类 @SpringBootTest @RunWith(SpringRunner.class) public class FactoryTest { // 从Spring容器中获取Context对象 @Autowired private MixedFactory mixedFactory; @Test public void test() { Shape circle = mixedFactory.createShape("circle"); circle.draw(); Shape rectangle = mixedFactory.createShape("rectangle"); rectangle.draw(); Shape square = mixedFactory.createShape("square"); square.draw(); Color red = mixedFactory.createColor("red"); red.fill(); Color green = mixedFactory.createColor("green"); green.fill(); Color blue = mixedFactory.createColor("blue"); blue.fill(); } }
输出结果如下：
csharp
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Draw a circle Draw a rectangle Draw a square Fill with red Fill with green Fill with blue
总结
总之工厂模式通过引入一个工厂类来负责实例化其他类，可以实现解耦、扩展性好和提高代码可读性。它是 Java 开发中最常用和最基础的设计模式之一。熟练使用工厂模式可以大大提高我们的代码质量和开发效率。
