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设计模式 | 抽象工厂及相关应用

分类: 文章 • 2024-05-06 10:23:34

文章目录

抽象工厂（Abstract Factory）

抽象工厂模式提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口。

抽象工厂是面向产品族的，而工厂方法是面向产品等级结构的，这是两者的主要区别。

适用场景：

  • 客户端不依赖于产品类实例如何被创建、实现等细节
  • 强调一系列相关的产品对象（属于同一产品族）一起使用创建对象时需要大量重复的代码
  • 提供一个产品类的库，所有的产品以同样的接口出现

优缺点

优点：具体产品在应用层代码隔离，无须关心创建细节；将一个系列的产品族统一到一起创建。

缺点：规定了所有可能被创建的产品集合，产品族中扩展新的产品困难，需要修改抽象工厂的接口。

应用场景

对于一个课程，既包含课程视频，也包含课程笔记：

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抽象视频产品Video:

public abstract class Video {
    public abstract void produce();
}

具体视频产品JavaVideo、PythonVideo：

public class JavaVideo extends Video {
    @Override
    public void produce() {
        System.out.println("录制Java课程视频");
    }
}

public class PythonVideo extends  Video{
    @Override
    public void produce() {
        System.out.println("录制Python课程视频");
    }
}

同样，也有抽象笔记产品Article和具体笔记产品JavaArticle、PythonArticle：

public abstract class Artical {
    public abstract void produce();
}

public class JavaArticle extends Artical {
    @Override
    public void produce() {
        System.out.println("编写Java课程手记");
    }
}

public class PythonArticle extends  Artical{
    @Override
    public void produce() {
        System.out.println("编写Python课程手记");
    }
}

课程的抽象工厂CourseFactory，生产视频和笔记两类产品：

public interface CourseFactory {
    Video getVideo();
    Artical getArtical();
}

Java课程的具体工厂JavaCourseFactory：

public class JavaCourseFactory implements CourseFactory {
    public Video getVideo() {
        return new JavaVideo();
    }

    public Artical getArtical() {
        return new JavaArticle();
    }
}

Python课程的具体工厂PythonCourseFactory：

public class PythonCourseFactory implements CourseFactory {
    public Video getVideo() {
        return new PythonVideo();
    }

    public Artical getArtical() {
        return new PythonArticle();
    }
}

客户端Test：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        CourseFactory courseFactory = new JavaCourseFactory();
        Video video = courseFactory.getVideo();
        Artical artical = courseFactory.getArtical();
        video.produce();
        artical.produce();
    }
}

可以看出，每一个具体工厂中都只会生产同一产品族下的产品。如果要扩展新的产品族，例如要添加一个算法课程，则添加一个AlgorithmCourseFactory工厂类即可，十分简单；但是如果要增加新的产品等级，比如在课程中除了视频和笔记外还要添加源码，那么就要修改抽象工厂中的实现，并且每一个具体工厂的实现也都要修改，抽象工厂模式在这种场景下就不适用了。

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Connection中的应用

java.sql.Connection接口定义了与指定数据库的连接：

public interface Connection  extends Wrapper, AutoCloseable {
	//...
	Statement createStatement() throws SQLException;
	PreparedStatement prepareStatement(String sql) throws SQLException;
	//...
}

其中，Statement、PreparedStatement等也都为接口。我们查看Connection的其中一个实现类ConnectionImpl：

public class ConnectionImpl extends ConnectionPropertiesImpl implements Connection {
	//...
	
    public Statement createStatement() throws SQLException {
        return this.createStatement(1003, 1007);
    }

	public Statement createStatement(int resultSetType, int resultSetConcurrency) throws SQLException {
        this.checkClosed();
        StatementImpl stmt = new StatementImpl(this, this.database);
        stmt.setResultSetType(resultSetType);
        stmt.setResultSetConcurrency(resultSetConcurrency);
        return stmt;
    }
    
    //...
}

在createStatement方法中实例化了Statement接口的一个具体实现类，也就是com.mysql.jdbc.StatementImpl。

由此可见，在这个场景中Connection相当于一个抽象工厂，而ConnectionImpl是一个具体工厂，抽象产品为Statement，具体产品为StatementImpl。在这个例子中，mysql产品族的工厂只会生产mysql的Statement、PreparedStatement等产品。

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