抽象工厂
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抽象工厂,意味着工厂的泛化,也就是说对多个工厂共通行为的抽取及概括。这和我们之前讲过的工厂方法模式十分类似,不同之处在于抽象工厂定义了更多的抽象行为,也就是多个工厂方法于抽象工厂中,其实它就是工厂方法的变种而已,所以建议读者先理解好工厂方法模式再回来看本章。
我们都知道,在工厂方法模式中的每个实际的工厂只定义了一个工厂方法,如果产品种类繁多,并且能进行归类分族的话,那么我们便可以顺理成章的定义多个工厂方法,如此可以避免过多的产品造成工厂泛滥的问题。比如宝驹汽车有轿车、SUV、跑车三个等级的产品,而奔痴汽车也同样包括以上三类等级产品,如此便形成了两个产品族,分别由宝驹工厂和奔痴工厂生产,每个工厂都有三个等级的生产线,以及后加入的四环汽车产品族同样可以符合这个规范模式。
我们以一款即时战略游戏来举例,假设游戏中有两个种族,地球人类与外星异形族,其中人类族拥有各种高科技军工制造技术,而怪兽异形族则是以血肉之躯的不断进化与人类抗衡。
1、定义产品
在开始代码之前我们先对两族兵种进行分析归纳,我们看到人类兵工厂和怪兽兵工厂(母巢)产出兵种都可以被简单归纳为初、中、高三个等级,如下表所示。
好了,产品族已经定义清楚了,开始建立数据模型。首先定义产品的父类抽象兵种Unit,这里我们使用抽象类以达到属性延申遗传给子类的目的。
1public abstract class Unit {// 兵种 2 3 protected int attack;// 攻击力 4 protected int defence;// 防御力 5 protected int health;// 血量 6 protected int x;// 横坐标 7 protected int y;// 纵坐标 8 9 public Unit(int attack, int defence, int health, int x, int y) { 10 this.attack = attack; 11 this.defence = defence; 12 this.health = health; 13 this.x = x; 14 this.y = y; 15 } 16 17 public abstract void show(); 18 19 public abstract void attack(); 20 21}
不管是什么兵种必然会具有攻击力、防御力、血量体力值、坐标方位等等属性,我们都定义为protected以供子类继承,除此之外还有两个抽象方法显示和攻击。接下来是人类的产品族海军陆战队士兵、变形坦克和巨型战舰,它们分别对应初、中、高级兵种。
1public class Marine extends Unit {// 海军陆战队士兵 2 3 public Marine(int x, int y) { 4 super(6, 5, 40, x, y); 5 } 6 7 @Override 8 public void show() { 9 System.out.println("士兵出现在坐标:[" + x + "," + y + "]"); 10 } 11 12 @Override 13 public void attack() { 14 System.out.println("士兵用机关枪射击,攻击力:" + attack); 15 } 16 17}
1public class Tank extends Unit {// 坦克 2 3 public Tank(int x, int y) { 4 super(25, 100, 150, x, y); 5 } 6 7 @Override 8 public void show() { 9 System.out.println("坦克出现在坐标:[" + x + "," + y + "]"); 10 } 11 12 @Override 13 public void attack() { 14 System.out.println("坦克用炮轰击,攻击力:" + attack); 15 } 16 17}
1public class Battleship extends Unit {// 巨型战舰 2 3 public Battleship(int x, int y) { 4 super(25, 200, 500, x, y); 5 } 6 7 @Override 8 public void show() { 9 System.out.println("战舰出现在坐标:[" + x + "," + y + "]"); 10 } 11 12 @Override 13 public void attack() { 14 System.out.println("战舰用激光炮打击,攻击力:" + attack); 15 } 16 17}
可以看到每个兵种的属性值都不同,我们在第4行的构造方法中调用了父类构造,直接赋值给遗传下来的属性,兵种越高攻击防御越高(当然制造成本也更高,这里我们忽略价格),而且都重写了自己的展示和攻击方法,行为差异化,当然也许坦克会具备其他特有的行为比如变形什么的(异形也许会打洞钻地),我们此处依然忽略,保持简约。然后定义外星生物家族的三级兵种,分别是:蟑螂、毒液、猛犸。
1public class Roach extends Unit {// 外星蟑螂兵 2 3 public Roach(int x, int y) { 4 super(5, 2, 35, x, y); 5 } 6 7 @Override 8 public void show() { 9 System.out.println("蟑螂兵出现在坐标:[" + x + "," + y + "]"); 10 } 11 12 @Override 13 public void attack() { 14 System.out.println("蟑螂兵用爪子挠,攻击力:" + attack); 15 } 16 17}
1public class Spitter extends Unit {// 外星毒液口水兵 2 3 public Spitter(int x, int y) { 4 super(10, 8, 80, x, y); 5 } 6 7 @Override 8 public void show() { 9 System.out.println("口水兵出现在坐标:[" + x + "," + y + "]"); 10 } 11 12 @Override 13 public void attack() { 14 System.out.println("口水兵用毒液喷射,攻击力:" + attack); 15 } 16 17}
1public class Mammoth extends Unit {// 外星猛犸巨兽 2 3 public Mammoth(int x, int y) { 4 super(20, 100, 400, x, y); 5 } 6 7 @Override 8 public void show() { 9 System.out.println("猛犸巨兽兵出现在坐标:[" + x + "," + y + "]"); 10 } 11 12 @Override 13 public void attack() { 14 System.out.println("猛犸巨兽用獠牙顶,攻击力:" + attack); 15 } 16 17}
没什么好说的,大同小异。重点来了,接下来是我们的抽象工厂,概括出三个等级兵种的标准制造方法,我们这里以接口来定义它。
1public interface AbstractFactory { 2 3 public Unit createLowClass();// 工厂方法:制造低级兵种 4 5 public Unit createMidClass();// 工厂方法:制造中级兵种 6 7 public Unit createHighClass();// 工厂方法:制造高级兵种 8}
2、抽象工厂
可以看到,三个等级的接口意味着子类具体工厂必须具备初、中、高级三条生产线,它们同属一个家族,或者说是一个品牌的不同型号系列。理解了这一点后我们可以开始定义人类兵工厂的实现。
1public class HumanFactory implements AbstractFactory{ 2 3 //人族工厂坐标 4 private int x; 5 private int y; 6 7 public HumanFactory(int x, int y) { 8 this.x = x; 9 this.y = y; 10 } 11 12 @Override 13 public Unit createLowClass() { 14 Unit unit = new Marine(x, y); 15 System.out.println("制造海军陆战队员成功。"); 16 return unit; 17 } 18 19 @Override 20 public Unit createMidClass() { 21 Unit unit = new Tank(x, y); 22 System.out.println("制造变形坦克成功。"); 23 return unit; 24 } 25 26 @Override 27 public Unit createHighClass() { 28 Unit unit = new Battleship(x, y); 29 System.out.println("制造巨型战舰成功。"); 30 return unit; 31 } 32 33}
可以看到,这个兵工厂实现了人类兵种产品族的制造方法,分别对应三个等级兵种的制造方法,注意第14行的坐标初始化意思是在工厂的坐标位置上出兵。接下来是异形母巢的工厂实现。
1public class AlienFactory implements AbstractFactory{ 2 3 //外星虫族工厂坐标 4 private int x; 5 private int y; 6 7 public AlienFactory(int x, int y) { 8 this.x = x; 9 this.y = y; 10 } 11 12 @Override 13 public Unit createLowClass() { 14 Unit unit = new Roach(x, y); 15 System.out.println("制造蟑螂兵成功。"); 16 return unit; 17 } 18 19 @Override 20 public Unit createMidClass() { 21 Unit unit = new Spitter(x, y); 22 System.out.println("制造毒液兵成功。"); 23 return unit; 24 } 25 26 @Override 27 public Unit createHighClass() { 28 Unit unit = new Mammoth(x, y); 29 System.out.println("制造猛犸巨兽成功。"); 30 return unit; 31 } 32 33}
显而易见,同样地分三级制造异形家族的产品系列,工厂准备完毕可以造兵打架了,运行游戏客户端。
1public class Client { 2 public static void main(String[] args) { 3 System.out.println("游戏开始。。。"); 4 System.out.println("双方挖矿攒钱。。。"); 5 6 //第一位玩家选择了地球人族 7 System.out.println("工人建造人族工厂。。。"); 8 AbstractFactory factory = new HumanFactory(10, 10); 9 10 Unit marine = factory.createLowClass(); 11 marine.show(); 12 13 Unit tank = factory.createMidClass(); 14 tank.show(); 15 16 Unit ship = factory.createHighClass(); 17 ship.show(); 18 19 //另一位玩家选择了外星族 20 System.out.println("工蜂建造外星虫族工厂。。。"); 21 factory = new AlienFactory(200, 200); 22 23 Unit roach = factory.createLowClass(); 24 roach.show(); 25 26 Unit spitter = factory.createMidClass(); 27 spitter.show(); 28 29 Unit mammoth = factory.createHighClass(); 30 mammoth.show(); 31 32 System.out.println("两族开始大混战。。。"); 33 marine.attack(); 34 roach.attack(); 35 spitter.attack(); 36 tank.attack(); 37 mammoth.attack(); 38 ship.attack(); 39 40 /* 41 游戏开始。。。 42 双方挖矿攒钱。。。 43 工人建造人族工厂。。。 44 制造海军陆战队员成功。 45 士兵出现在坐标:[10,10] 46 制造变形坦克成功。 47 坦克出现在坐标:[10,10] 48 制造巨型战舰成功。 49 战舰出现在坐标:[10,10] 50 工蜂建造外星虫族工厂。。。 51 制造蟑螂兵成功。 52 蟑螂兵出现在坐标:[200,200] 53 制造毒液兵成功。 54 口水兵出现在坐标:[200,200] 55 制造猛犸巨兽成功。 56 猛犸巨兽兵出现在坐标:[200,200] 57 两族开始大混战。。。 58 士兵用机关枪射击,攻击力:6 59 蟑螂兵用爪子挠,攻击力:5 60 口水兵用毒液喷射,攻击力:10 61 坦克用炮轰击,攻击力:25 62 猛犸巨兽用獠牙顶,攻击力:20 63 战舰用激光炮打击,攻击力:25 64 */ 65 } 66}
这里我们可以看到,不管玩家选择哪个种族,只要替换工厂实现就可以完成不同兵种的制造,假设玩家又需要一个新的种族,依然按照这种模式去实现一个新族工厂就可以了。
至此,我们用各族工厂对种类繁多的产品进行了划分、归类,产品虽然繁多,但总得有品牌、型号之分,以各族工厂和产品线划界,分而治之,横向拆分产品家族,纵向则拆分产品等级。