Java 中的抽象工厂模式：优雅地掌握对象创建

约 4 分钟

抽象工厂设计模式的意图

Java 中的抽象工厂模式提供了一个接口，用于创建相关或依赖对象的家族，而无需指定它们的具体类，从而增强了软件设计的模块化和灵活性。

抽象工厂模式的详细解释及现实世界示例

现实世界示例

想象一家家具公司使用 Java 中的抽象工厂模式来生产各种风格的家具：现代、维多利亚和乡村。每种风格都包含椅子、桌子和沙发等产品。为了确保每种风格的一致性，该公司使用了抽象工厂模式。
在这个场景中，抽象工厂是一个用于创建相关家具对象家族（椅子、桌子、沙发）的接口。每个具体工厂（ModernFurnitureFactory、VictorianFurnitureFactory、RusticFurnitureFactory）都实现了抽象工厂接口，并创建一组与特定风格匹配的产品。这样，客户端就可以创建一个完整的现代或维多利亚家具集，而无需担心其实例化的细节。这保持了风格一致性，并允许轻松地将一种风格的家具替换为另一种风格。

通俗地说

工厂的工厂；一个将单个但相关/依赖的工厂分组在一起的工厂，而不指定它们的具体类。

维基百科说

抽象工厂模式提供了一种方式来封装一组具有共同主题的单个工厂，而不指定它们的具体类

Java 中抽象工厂模式的编程示例

为了使用 Java 中的抽象工厂模式创建一个王国，我们需要具有共同主题的对象。精灵王国需要精灵国王、精灵城堡和精灵军队，而兽人王国需要兽人国王、兽人城堡和兽人军队。王国中的对象之间存在依赖关系。

将上面的王国示例翻译过来。首先，我们有一些接口和王国中对象的实现。

public interface Castle {
    String getDescription();
}

public interface King {
    String getDescription();
}

public interface Army {
    String getDescription();
}

// Elven implementations ->
public class ElfCastle implements Castle {
    static final String DESCRIPTION = "This is the elven castle!";

    @Override
    public String getDescription() {
        return DESCRIPTION;
    }
}

public class ElfKing implements King {
    static final String DESCRIPTION = "This is the elven king!";

    @Override
    public String getDescription() {
        return DESCRIPTION;
    }
}

public class ElfArmy implements Army {
    static final String DESCRIPTION = "This is the elven Army!";

    @Override
    public String getDescription() {
        return DESCRIPTION;
    }
}

// Orcish implementations similarly -> ...

然后我们有王国工厂的抽象和实现。

public interface KingdomFactory {
    Castle createCastle();

    King createKing();

    Army createArmy();
}

public class ElfKingdomFactory implements KingdomFactory {

    @Override
    public Castle createCastle() {
        return new ElfCastle();
    }

    @Override
    public King createKing() {
        return new ElfKing();
    }

    @Override
    public Army createArmy() {
        return new ElfArmy();
    }
}

// Orcish implementations similarly -> ...

现在，我们可以为不同的王国工厂设计一个工厂。在这个例子中，我们创建了FactoryMaker，负责返回ElfKingdomFactory或OrcKingdomFactory的实例。客户端可以使用FactoryMaker来创建所需的具体工厂，该工厂反过来将生成不同的具体对象（派生自Army、King、Castle）。在这个例子中，我们还使用了一个枚举来参数化客户端将请求的王国工厂类型。

public static class FactoryMaker {

    public enum KingdomType {
        ELF, ORC
    }

    public static KingdomFactory makeFactory(KingdomType type) {
        return switch (type) {
            case ELF -> new ElfKingdomFactory();
            case ORC -> new OrcKingdomFactory();
        };
    }
}

以下是示例应用程序的主要函数

LOGGER.info("elf kingdom");
createKingdom(Kingdom.FactoryMaker.KingdomType.ELF);
LOGGER.info(kingdom.getArmy().getDescription());
LOGGER.info(kingdom.getCastle().getDescription());
LOGGER.info(kingdom.getKing().getDescription());

LOGGER.info("orc kingdom");
createKingdom(Kingdom.FactoryMaker.KingdomType.ORC);
LOGGER.info(kingdom.getArmy().getDescription());
LOGGER.info(kingdom.getCastle().getDescription());
LOGGER.info(kingdom.getKing().getDescription());

程序输出

07:35:46.340 [main] INFO com.iluwatar.abstractfactory.App -- elf kingdom
07:35:46.343 [main] INFO com.iluwatar.abstractfactory.App -- This is the elven army!
07:35:46.343 [main] INFO com.iluwatar.abstractfactory.App -- This is the elven castle!
07:35:46.343 [main] INFO com.iluwatar.abstractfactory.App -- This is the elven king!
07:35:46.343 [main] INFO com.iluwatar.abstractfactory.App -- orc kingdom
07:35:46.343 [main] INFO com.iluwatar.abstractfactory.App -- This is the orc army!
07:35:46.343 [main] INFO com.iluwatar.abstractfactory.App -- This is the orc castle!
07:35:46.343 [main] INFO com.iluwatar.abstractfactory.App -- This is the orc king!