文章目录
- 抽象工厂模式
- 介绍
- 抽象工厂模式包含以下几个核心角色：
- 实现架构图
- java实现
- rust实现
- rust代码仓库
抽象工厂模式
抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）是围绕一个超级工厂创建其他工厂。该超级工厂又称为其他工厂的工厂。
在抽象工厂模式中，接口是负责创建一个相关对象的工厂，不需要显式指定它们的类。每个生成的工厂都能按照工厂模式提供对象。
抽象工厂模式提供了一种创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定具体实现类。通过使用抽象工厂模式，可以将客户端与具体产品的创建过程解耦，使得客户端可以通过工厂接口来创建一族产品。
介绍
意图：提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定它们具体的类。
主要解决：主要解决接口选择的问题。
何时使用：系统的产品有多于一个的产品族，而系统只消费其中某一族的产品。
如何解决：在一个产品族里面，定义多个产品。
关键代码：在一个工厂里聚合多个同类产品。
应用实例：工作了，为了参加一些聚会，肯定有两套或多套衣服吧，比如说有商务装（成套，一系列具体产品）、时尚装（成套，一系列具体产品），甚至对于一个家庭来说，可能有商务女装、商务男装、时尚女装、时尚男装，这些也都是成套的，即一系列具体产品。假设一种情况（现实中是不存在的，但有利于说明抽象工厂模式），在您的家中，某一个衣柜（具体工厂）只能存放某一种这样的衣服（成套，一系列具体产品），每次拿这种成套的衣服时也自然要从这个衣柜中取出了。用 OOP 的思想去理解，所有的衣柜（具体工厂）都是衣柜类的（抽象工厂）某一个，而每一件成套的衣服又包括具体的上衣（某一具体产品），裤子（某一具体产品），这些具体的上衣其实也都是上衣（抽象产品），具体的裤子也都是裤子（另一个抽象产品）。
优点：当一个产品族中的多个对象被设计成一起工作时，它能保证客户端始终只使用同一个产品族中的对象。
缺点：产品族扩展非常困难，要增加一个系列的某一产品，既要在抽象的 Creator 里加代码，又要在具体的里面加代码。
使用场景： 1、皮肤系统，一整套一起换。
抽象工厂模式包含以下几个核心角色：
抽象工厂（Abstract Factory）：声明了一组用于创建产品对象的方法，每个方法对应一种产品类型。抽象工厂可以是接口或抽象类。
具体工厂（Concrete Factory）：实现了抽象工厂接口，负责创建具体产品对象的实例。
抽象产品（Abstract Product）：定义了一组产品对象的共同接口或抽象类，描述了产品对象的公共方法。
具体产品（Concrete Product）：实现了抽象产品接口，定义了具体产品的特定行为和属性。
抽象工厂模式通常涉及一族相关的产品，每个具体工厂类负责创建该族中的具体产品。客户端通过使用抽象工厂接口来创建产品对象，而不需要直接使用具体产品的实现类。
实现架构图
我们将创建 Shape 和 Color 接口和实现这些接口的实体类。下一步是创建抽象工厂类 AbstractFactory。接着定义工厂类 ShapeFactory 和 ColorFactory，这两个工厂类都是扩展了 AbstractFactory。然后创建一个工厂创造器/生成器类 FactoryProducer。
AbstractFactoryPatternDemo 类使用 FactoryProducer 来获取 AbstractFactory 对象。它将向 AbstractFactory 传递形状信息 Shape（CIRCLE / RECTANGLE / SQUARE），以便获取它所需对象的类型。同时它还向 AbstractFactory 传递颜色信息 Color（RED / GREEN / BLUE），以便获取它所需对象的类型。
抽象工厂模式的 UML 图
java实现
步骤 1
为形状创建一个接口。
Shape.java
public interface Shape {
void draw();
}
步骤 2
创建实现接口的实体类。
Rectangle.java
Rectangle.java
public class Rectangle implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("Inside Rectangle::draw() method.");
}
}
Square.java
public class Square implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("Inside Square::draw() method.");
}
}
Circle.java
public class Circle implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("Inside Circle::draw() method.");
}
}
步骤 3
为颜色创建一个接口。
Color.java
public interface Color {
void fill();
}
步骤4
创建实现接口的实体类。
Red.java
public class Red implements Color {
@Override
public void fill() {
System.out.println("Inside Red::fill() method.");
}
}
Green.java
public class Green implements Color {
@Override
public void fill() {
System.out.println("Inside Green::fill() method.");
}
}
Blue.java
public class Blue implements Color {
@Override
public void fill() {
System.out.println("Inside Blue::fill() method.");
}
}
步骤 5
为 Color 和 Shape 对象创建抽象类来获取工厂。
AbstractFactory.java
public abstract class AbstractFactory {
public abstract Color getColor(String color);
public abstract Shape getShape(String shape);
}
步骤 6
创建扩展了 AbstractFactory 的工厂类，基于给定的信息生成实体类的对象。
ShapeFactory.java
public class ShapeFactory extends AbstractFactory {
@Override
public Shape getShape(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 getColor(String color) {
return null;
}
}
ColorFactory.java
public class ColorFactory extends AbstractFactory {
@Override
public Shape getShape(String shapeType){
return null;
}
@Override
public Color getColor(String color) {
if(color == null){
return null;
}
if(color.equalsIgnoreCase("RED")){
return new Red();
} else if(color.equalsIgnoreCase("GREEN")){
return new Green();
} else if(color.equalsIgnoreCase("BLUE")){
return new Blue();
}
return null;
}
}
步骤 7
创建一个工厂创造器/生成器类，通过传递形状或颜色信息来获取工厂。
FactoryProducer.java
public class FactoryProducer {
public static AbstractFactory getFactory(String choice){
if(choice.equalsIgnoreCase("SHAPE")){
return new ShapeFactory();
} else if(choice.equalsIgnoreCase("COLOR")){
return new ColorFactory();
}
return null;
}
}
步骤 8
使用 FactoryProducer 来获取 AbstractFactory，通过传递类型信息来获取实体类的对象。
AbstractFactoryPatternDemo.java
public class AbstractFactoryPatternDemo {
public static void main(String[] args) {
//获取形状工厂
AbstractFactory shapeFactory = FactoryProducer.getFactory("SHAPE");
//获取形状为 Circle 的对象
Shape shape1 = shapeFactory.getShape("CIRCLE");
//调用 Circle 的 draw 方法
shape1.draw();
//获取形状为 Rectangle 的对象
Shape shape2 = shapeFactory.getShape("RECTANGLE");
//调用 Rectangle 的 draw 方法
shape2.draw();
//获取形状为 Square 的对象
Shape shape3 = shapeFactory.getShape("SQUARE");
//调用 Square 的 draw 方法
shape3.draw();
//获取颜色工厂
AbstractFactory colorFactory = FactoryProducer.getFactory("COLOR");
//获取颜色为 Red 的对象
Color color1 = colorFactory.getColor("RED");
//调用 Red 的 fill 方法
color1.fill();
//获取颜色为 Green 的对象
Color color2 = colorFactory.getColor("GREEN");
//调用 Green 的 fill 方法
color2.fill();
//获取颜色为 Blue 的对象
Color color3 = colorFactory.getColor("BLUE");
//调用 Blue 的 fill 方法
color3.fill();
}
}
步骤 9
执行程序，输出结果：
Inside Circle::draw() method.
Inside Rectangle::draw() method.
Inside Square::draw() method.
Inside Red::fill() method.
Inside Green::fill() method.
Inside Blue::fill() method.
rust实现
由于设计思想是一致的，关于rust的实现就不再赘述上述的步骤，直接贴上完整的代码。
// 定义接口
// 创建实体类
struct Rectangle;
struct Square;
struct Circle;
struct ShapeFactory ;
struct ColorFactory ;
struct FactoryProducer ;
struct Red;
struct Blue;
struct Green;
pub trait Color{
fn fill(&self);
}
impl Color for Red {
fn fill(&self) {
println!("Inside Red::fill() method.");
}
}
impl Color for Blue {
fn fill(&self) {
println!("Inside Blue::fill() method.");
}
}
impl Color for Green {
fn fill(&self) {
println!("Inside Green::fill() method.");
}
}
pub trait Shape {
fn draw(&self);
}
impl Shape for Rectangle {
fn draw(&self) {
println!("Inside Rectangle::draw() method.");
}
}
impl Shape for Square {
fn draw(&self) {
println!("Inside Square::draw() method.");
}
}
impl Shape for Circle {
fn draw(&self) {
println!("Inside Circle::draw() method.");
}
}
pub trait AbstractFactory {
fn get_color(&self,color: &str)->Result<Box<dyn Color>>;
fn get_shape(&self,shape: &str)->Box<dyn Shape>;
}
impl AbstractFactory for ShapeFactory {
fn get_shape(&self,shape_type: &str)->Box<dyn Shape>{
if shape_type=="CIRCLE" {
Box::new(Circle{})
}else if shape_type=="RECTANGLE" {
Box::new(Rectangle{})
}else if shape_type=="SQUARE"{
Box::new(Square{})
}else {
panic!("输入的类型不存在");
}
}
fn get_color(&self,_shape_type: &str)->Box<dyn Color>{
panic!("输入的类型不存在");
}
}
impl AbstractFactory for ColorFactory {
fn get_color(&self,shape_type: &str)->Box<dyn Color>{
if shape_type=="RED" {
Box::new(Red{})
}else if shape_type=="BLUE" {
Box::new(Blue{})
}else if shape_type=="GREEN"{
Box::new(Green{})
}else {
panic!("输入的类型不存在");
}
}
fn get_shape(&self,_shape_type: &str)->Box<dyn Shape>{
panic!("输入的类型不存在");
}
}
impl FactoryProducer {
fn get_factory(choice: &str)-> Box<dyn AbstractFactory>{
if choice=="COLOR" {
Box::new(ColorFactory{})
}else if choice=="SHAPE" {
Box::new(ShapeFactory{})
}else {
panic!("输入的类型不存在");
}
}
}
fn main() {
let shape=FactoryProducer::get_factory("SHAPE");
let shape1=shape.get_shape("CIRCLE");
shape1.draw();
let shape2=shape.get_shape("RECTANGLE");
shape2.draw();
let shape3=shape.get_shape("SQUARE");
shape3.draw();
let color=FactoryProducer::get_factory("COLOR");
let color1=color.get_color("RED");
color1.fill();
let color2=color.get_color("BLUE");
color2.fill();
let color3=color.get_color("GREEN");
color3.fill();
}
rust代码仓库
https://github.com/onenewcode/design.git
本教程项目在bin文件夹下的abstractfactory.rs文件中
