Java设计模式之抽象工厂模式详解

发布日期: 2025-02-23

更新日期: 2025-02-24

文章字数: 894

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什么是抽象工厂模式？

抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）是一种创建型设计模式，它提供了一种方式，可以将一组具有同一主题的单独的工厂封装起来。它属于设计模式中的创建型模式，提供了一种创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定它们具体的类。

主要组成部分

抽象工厂（Abstract Factory）
具体工厂（Concrete Factory）
抽象产品（Abstract Product）
具体产品（Concrete Product）

实现示例

让我们通过一个电子产品生产的例子来理解抽象工厂模式。

1. 首先定义抽象产品

// 手机接口
public interface Phone {
    void call();
}

// 耳机接口
public interface Earphone {
    void playMusic();
}

2. 创建具体产品

// 苹果手机
public class IPhone implements Phone {
    @Override
    public void call() {
        System.out.println("使用iPhone打电话");
    }
}

// 苹果耳机
public class AirPods implements Earphone {
    @Override
    public void playMusic() {
        System.out.println("使用AirPods播放音乐");
    }
}

// 小米手机
public class MiPhone implements Phone {
    @Override
    public void call() {
        System.out.println("使用小米手机打电话");
    }
}

// 小米耳机
public class MiEarphone implements Earphone {
    @Override
    public void playMusic() {
        System.out.println("使用小米耳机播放音乐");
    }
}

3. 定义抽象工厂

public interface ElectronicsFactory {
    Phone createPhone();
    Earphone createEarphone();
}

4. 实现具体工厂

// 苹果产品工厂
public class AppleFactory implements ElectronicsFactory {
    @Override
    public Phone createPhone() {
        return new IPhone();
    }

    @Override
    public Earphone createEarphone() {
        return new AirPods();
    }
}

// 小米产品工厂
public class XiaomiFactory implements ElectronicsFactory {
    @Override
    public Phone createPhone() {
        return new MiPhone();
    }

    @Override
    public Earphone createEarphone() {
        return new MiEarphone();
    }
}

5. 客户端使用示例

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建苹果工厂
        ElectronicsFactory appleFactory = new AppleFactory();
        Phone iPhone = appleFactory.createPhone();
        Earphone airPods = appleFactory.createEarphone();
        
        iPhone.call();          // 输出：使用iPhone打电话
        airPods.playMusic();    // 输出：使用AirPods播放音乐
        
        // 创建小米工厂
        ElectronicsFactory xiaomiFactory = new XiaomiFactory();
        Phone miPhone = xiaomiFactory.createPhone();
        Earphone miEarphone = xiaomiFactory.createEarphone();
        
        miPhone.call();         // 输出：使用小米手机打电话
        miEarphone.playMusic(); // 输出：使用小米耳机播放音乐
    }
}

优点

分离接口和实现
使得切换产品族变得容易
保证了同一产品族中产品的一致性

缺点

产品族扩展困难
需要定义很多接口和类，增加系统复杂度

适用场景

系统需要独立于产品的创建、组合和表示时
系统要由多个产品系列中的一个来配置时
要强调一系列相关的产品对象的设计以便进行约束时

实际应用示例

数据库访问层实现

// 抽象工厂
public interface DatabaseFactory {
    Connection createConnection();
    Command createCommand();
    Reader createReader();
}

// MySQL具体工厂
public class MySQLFactory implements DatabaseFactory {
    @Override
    public Connection createConnection() {
        return new MySQLConnection();
    }

    @Override
    public Command createCommand() {
        return new MySQLCommand();
    }

    @Override
    public Reader createReader() {
        return new MySQLReader();
    }
}

// Oracle具体工厂
public class OracleFactory implements DatabaseFactory {
    @Override
    public Connection createConnection() {
        return new OracleConnection();
    }

    @Override
    public Command createCommand() {
        return new OracleCommand();
    }

    @Override
    public Reader createReader() {
        return new OracleReader();
    }
}