一、模式说明
前面学习了工厂方法(Factory Method)模式。在工厂方法模式中,在工厂方法模式中,父类决定如何生成实例,但并不决定所要生成的具体类,具体的处理交由子类来处理。这里学习的抽象工厂方法模式中,抽象工厂使用抽象的零件组装成抽象的产品。即使用包含特定的方法接口零件,将零件组装成抽象产品。
二、模式类图:
上面的类图中包含两个包:包含抽象工厂,抽象零件,抽象产品的类所在的包以及具体工厂实现类的包。
三、代码示例
1、Item类:
package com.designpattern.cn.abstractfactorypattern.abstractfactory; //抽象的零件Item public abstract class Item { protected String caption; public Item(String caption){ this.caption = caption; } public abstract String makeHtml(); }
Item类是下面两个产品的父类,其中的MakeHtml是抽象方法,需要在子类中实现。
2、Link类:
package com.designpattern.cn.abstractfactorypattern.abstractfactory; //抽象的零件Link public abstract class Link extends Item { protected String url; public Link(String caption, String url){ super(caption); this.url = url; } }
Link类被定义为抽象类,初看似乎并不包含抽象方法,但是,Link类继承了抽象类Item,且没有实现MakeHtml抽象方法,则Link类还是一个抽象类。
3、Tray类:
package com.designpattern.cn.abstractfactorypattern.abstractfactory; import java.util.ArrayList; //抽象的Tray类 public abstract class Tray extends Item { protected ArrayList tray = new ArrayList(); public Tray(String caption){ super(caption); } public void add(Item item){ tray.add(item); } }
同样的Tray类也是抽象类。
4、抽象的产品Product类:
package com.designpattern.cn.abstractfactorypattern.abstractfactory; import java.io.FileWriter; import java.io.IOException; import java.io.Writer; import java.util.ArrayList; public abstract class Page { protected String title; protected String author; protected ArrayList content = new ArrayList(); public Page(String title, String author){ this.title = title; this.author = author; } public void add(Item item){ content.add(item); } public void output(){ try { String filename = title + ".html"; Writer writer = new FileWriter(filename); writer.write(this.makeHtml()); writer.close(); System.out.println(filename + " 编写完成!"); }catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } public abstract String makeHtml(); }
5、抽象工厂Factory类:
package com.designpattern.cn.abstractfactorypattern.abstractfactory; public abstract class Factory { public static Factory getFactory(String classname){ Factory factory = null; try { factory = (Factory)Class.forName(classname).newInstance(); }catch (ClassNotFoundException | InstantiationException | IllegalAccessException e){ e.printStackTrace(); } return factory; } public abstract Link createLink(String caption, String url); public abstract Tray createTray(String caption); public abstract Page createPage(String title, String author); }
该类中使用getFactory方法来根据类名声称具体的工厂示例,该方法通过调用Class类的forName方法动态的读取类信息,接着使用newInstance方法生成类的实例,并将其作为返回值给调用者。
需要注意的是,虽然getFactory方法生成的是具体工厂的实例,但由于返回值的类型是抽象工厂类型。createLink、createTray、createPage方法是用于在抽象工厂中生成抽象零件和产品的抽象方法,具体的实现交由子类,不过在这里确定了方法的名字和签名。
看完了模式的抽象类,接下来看具体的实现类:
1、具体的工厂ListFactory类:
package com.designpattern.cn.abstractfactorypattern.listfactory; import com.designpattern.cn.abstractfactorypattern.abstractfactory.Factory; import com.designpattern.cn.abstractfactorypattern.abstractfactory.Link; import com.designpattern.cn.abstractfactorypattern.abstractfactory.Page; import com.designpattern.cn.abstractfactorypattern.abstractfactory.Tray; public class ListFactory extends Factory { public Link createLink(String caption, String url){ return new ListLink(caption, url); } public Tray createTray(String trayname){ return new ListTray(trayname); } public Page createPage(String title, String author){ return new ListPage(title, author); } }
2、具体的零件ListLink类:
package com.designpattern.cn.abstractfactorypattern.listfactory; import com.designpattern.cn.abstractfactorypattern.abstractfactory.Link; public class ListLink extends Link { public ListLink(String caption, String url) { super(caption, url); } @Override public String makeHtml() { return "<li><a href=\"" + url + "\">" + caption + "</a></li>\n"; } }
3、具体的零件ListTray类:
package com.designpattern.cn.abstractfactorypattern.listfactory; import com.designpattern.cn.abstractfactorypattern.abstractfactory.Item; import com.designpattern.cn.abstractfactorypattern.abstractfactory.Tray; import java.util.Iterator; public class ListTray extends Tray { public ListTray(String caption) { super(caption); } @Override public String makeHtml() { StringBuffer buffer = new StringBuffer(); buffer.append("<li>\n"); buffer.append(caption + "\n"); buffer.append("<ul>\n"); Iterator iterator = tray.iterator(); while(iterator.hasNext()){ Item item = (Item) iterator.next(); buffer.append(item.makeHtml()); } buffer.append("</ul>\n"); buffer.append("</li>\n"); return buffer.toString(); } }
4、具体的零件LIstPage类:
package com.designpattern.cn.abstractfactorypattern.listfactory; import com.designpattern.cn.abstractfactorypattern.abstractfactory.Item; import com.designpattern.cn.abstractfactorypattern.abstractfactory.Page; import java.util.Iterator; public class ListPage extends Page { public ListPage(String title, String author) { super(title, author); } @Override public String makeHtml() { StringBuffer buffer = new StringBuffer(); buffer.append("<html><head><title>" + title + "</title></head>\n"); buffer.append("<body>\n"); buffer.append("<h1>" + title + "</h1>\n"); buffer.append("<ul>\n"); Iterator iterator = content.iterator(); while(iterator.hasNext()){ Item item = (Item)iterator.next(); buffer.append(item.makeHtml()); } buffer.append("</ul>\n"); buffer.append("<hr><address>" + author + "</address>"); buffer.append("</body></html>\n"); return buffer.toString(); } }
5、运行结果:
Main类代码:
package com.designpattern.cn.abstractfactorypattern; import com.designpattern.cn.abstractfactorypattern.abstractfactory.Factory; import com.designpattern.cn.abstractfactorypattern.abstractfactory.Link; import com.designpattern.cn.abstractfactorypattern.abstractfactory.Page; import com.designpattern.cn.abstractfactorypattern.abstractfactory.Tray; import com.designpattern.cn.abstractfactorypattern.listfactory.ListFactory; public class Main { public static void main(String[] args){ System.out.println(ListFactory.class.getName()); if(args.length!= 1){ System.out.println("Usage: java Main class.name.of.ConcreateFactory"); System.out.println("Example 1: java Main listFactory.ListFactory"); System.out.println("Example 2: java Main tablefactory.TableFactory"); System.exit(0); } Factory factory = Factory.getFactory(args[0]); Link people = factory.createLink("People's Daily", "http://www.people.com.cn/"); Link gmw = factory.createLink("gmw", "http://www.gmw.cn/"); Link us_yahoo = factory.createLink("Yahoo!", "http://www.yahoo.com/"); Link jp_yahoo = factory.createLink("Yahoo!", "http://www.yahoo.co.jp/"); Link excite = factory.createLink("Excite", "http://www.excite.com"); Link google = factory.createLink("Google", "http://www.google.com/"); Tray traynews = factory.createTray(" Daily "); traynews.add(people); traynews.add(gmw); Tray trayyahoo = factory.createTray("Yahoo!"); trayyahoo.add(us_yahoo); trayyahoo.add(jp_yahoo); Tray traysearch = factory.createTray("Search engeen"); traysearch.add(trayyahoo); traysearch.add(excite); traysearch.add(google); Page page = factory.createPage("LinkPage", "Rumble"); page.add(traynews); page.add(traysearch); page.output(); } }
四、模式中的角色
- AbstractProduct抽象产品角色:AbstractProduct负责定义AbstractFactory抽象工厂角色所生成的零件和产品接口。(程序示例中的LInk、Tray、Page类)
- AbstractFactory抽象工厂角色:负责定义用于生成抽象产品的接口。
- Client委托者角色:Client调用AbstractFactory和Abstract Product角色的接口来进行工作。程序中由Main扮演该角色。
五、抽象工厂模式的特点
- 易于增加具体的工厂:很清楚实现一个具体的工厂应该实现哪些方法,对于示例,当需要增加新的工厂时,需要做的就是编写Factory、Link、Tray、Page这几个类的子类。任何时候都不需要修改抽象类和Main类。
- 难以增加新零件:如果要在一个抽象工厂中增加零件,这时候除了修改抽象工厂,还要修改所有的实例工厂。
六、相关的设计模式
- Builder模式:分阶段的制作复杂实例
- Factory Method模式:在抽象工厂Abstract Factory模式中,生成零件和产品可能会使用到工厂方法模式
- Composite模式
- Singleton模式
最后,抽象工厂模式在Spring中也是有用到的,所以需要好好消化一下。