女娲造人,人是造出来了,世界是热闹了,可是低头一看,都是清一色的类型,缺少关爱、仇恨、喜怒哀乐等情绪,人类的生命太平淡了,女娲一想,猛然一拍脑袋,忘记给人类定义性别了,那怎么办?抹掉重来,然后就把人类重新洗牌,准备重新开始制造人类。
由于先前的工作已经花费了很大的精力做为铺垫,也不想从头开始了,那先说人类(Product 产品类)怎么改吧,好,有了,给每个人类都加一个性别,然后再重新制造,这个问题解决了,那八卦炉怎么办?只有一个呀,要么生产出全都是男性,要不都是女性,那不行呀,有了,把已经有了一条生产线——八卦炉(工厂模式中的 Concrete Factory)拆开,于是女娲就使用了“八卦拷贝术”,把原先的八卦炉一个变两个,并且略加修改,就成了女性八卦炉(只生产女性,一个具体工厂的实现类)和男性八卦炉(只生产男性,又一个具体工厂的实现类),这个过程的类图如下:
先看人类(也就是产品)的类图:
这个类图也比较简单,Java 的典型类图,一个接口,几个抽象类,然后是几个实现类,没啥多说的,其中三个抽象类在抽象工厂模式中是叫做产品等级,六个实现类是叫做产品族,这个也比较好理解,实现类嘛是真实的产品,一个叫产品,多了就叫产品族,然后再看工厂类:
其中抽象工厂只实现了一个 createHuman 的方法,目的是简化实现类的代码工作量,这个在讲代码的时候会说。
这里还使用了 Jdk 1.5 的一个新特性 Enum 类型,完整的类图如下,这个看不大清楚,其实就是上面那两个类图加起来,大家可以看源码中的那个类图文件:
然后类图讲解完毕,我们来看程序实现:
1 package com.pattern.abtructFactory; 2 3 /** 4 * 定义一个人类的统称 5 * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/ 6 * 7 */ 8 public interface Human { 9 10 /** 11 * 首先定义什么是人类,会笑的 12 */ 13 public void laugh(); 14 15 /** 16 * 人类还会哭,代表痛苦 17 */ 18 public void cry(); 19 20 /** 21 * 人类会说话 22 */ 23 public void talk(); 24 25 /** 26 * 定义性别 27 */ 28 public void sex(); 29 30 } 31 32 人类的接口定义好,然后根据接口创建三个抽象类,也就是三个产品等级, 实现 laugh()、 cry()、talk() 33 三个方法,以 AbstractYellowHuman 为例: 34 35 package com.pattern.abtructFactory; 36 37 /** 38 * 抽象的黄色人种 39 * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/ 40 * 41 */ 42 public abstract class AbstractYellowHuman implements Human{ 43 44 @Override 45 public void cry() { 46 System.out.println("黄色人种会哭"); 47 } 48 49 @Override 50 public void laugh() { 51 System.out.println("黄色人种会大笑"); 52 } 53 54 @Override 55 public void talk() { 56 System.out.println("黄色人种会说话,一般说的都是双字节"); 57 } 58 59 } 60 61 package com.pattern.abtructFactory; 62 63 /** 64 * 抽象的白色人种 65 * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/ 66 * 67 */ 68 public abstract class AbstractWhiteHuman implements Human { 69 70 @Override 71 public void cry() { 72 System.out.println("白色人种会哭"); 73 } 74 75 @Override 76 public void laugh() { 77 System.out.println("白色人种会大笑"); 78 } 79 80 @Override 81 public void talk() { 82 System.out.println("白色人种会说话,一般都是单字节"); 83 } 84 85 } 86 87 package com.pattern.abtructFactory; 88 89 /** 90 * 抽象的黑色人种 91 * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/ 92 * 93 */ 94 public abstract class AbstractBlackHuman implements Human { 95 96 @Override 97 public void cry() { 98 System.out.println("黑人会哭"); 99 } 100 101 @Override 102 public void laugh() { 103 System.out.println("黑人会笑"); 104 } 105 106 @Override 107 public void talk() { 108 System.out.println("黑人可以说话,一般人听不懂"); 109 } 110 111 }
三个抽象类都实现完毕了,然后就是些实现类了。其实,你说抽象类放这里有什么意义吗?就是不允许你 new 出来一个抽象的对象呗,使用非抽象类完全就可以代替,呵呵,杀猪杀尾巴,各有各的杀法,不过既然进了 Java 这个门就要遵守 Java 这个规矩,我们看实现类:
1 package com.pattern.abtructFactory; 2 3 /** 4 * 男性黄种人 5 * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/ 6 * 7 */ 8 public class YellowMaleHuman extends AbstractYellowHuman{ 9 10 @Override 11 public void sex() { 12 System.out.println("该黄种人的性别为男..."); 13 } 14 15 } 16 17 package com.pattern.abtructFactory; 18 19 /** 20 * 女性黄种人 21 * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/ 22 * 23 */ 24 public class YellowFemaleHuman extends AbstractYellowHuman{ 25 26 @Override 27 public void sex() { 28 System.out.println("该黄色人种的性别为女..."); 29 } 30 31 } 32 33 package com.pattern.abtructFactory; 34 35 /** 36 * 男性白种人 37 * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/ 38 * 39 */ 40 public class WhiteMaleHuman extends AbstractWhiteHuman{ 41 42 @Override 43 public void sex() { 44 System.out.println("该白种人的性别为男..."); 45 } 46 47 } 48 49 package com.pattern.abtructFactory; 50 51 /** 52 * 女性白种人 53 * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/ 54 * 55 */ 56 public class WhiteFemaleHuman extends AbstractWhiteHuman{ 57 58 @Override 59 public void sex() { 60 System.out.println("该白色人种的性别为女..."); 61 } 62 63 } 64 65 package com.pattern.abtructFactory; 66 67 /** 68 * 男性黑种人 69 * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/ 70 * 71 */ 72 public class BlackMaleHuman extends AbstractBlackHuman{ 73 74 @Override 75 public void sex() { 76 System.out.println("该黄种人的性别为男..."); 77 } 78 79 } 80 81 package com.pattern.abtructFactory; 82 83 /** 84 * 女性黑种人 85 * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/ 86 * 87 */ 88 public class BlackFemaleHuman extends AbstractBlackHuman{ 89 90 @Override 91 public void sex() { 92 System.out.println("该黑色人种的性别为女..."); 93 } 94 95 }
抽象工厂模式下的产品等级和产品族都已经完成,也就是人类以及产生出的人类是什么样子的都已经定义好了,下一步就等着工厂开工创建了,那我们来看工厂类。
在看工厂类之前我们先看那个枚举类型,这个是很有意思的:
1 package com.pattern.abtructFactory; 2 3 /** 4 * 世界上有哪些类型的人,列出来 5 * JDK 1.5开始引入enum类型 6 * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/ 7 * 8 */ 9 public enum HumanEnum { 10 11 //把世界上所有人类型都定义出来 12 YellowMaleHuman("com.pattern.abtructFactory.YellowMaleHuman"), 13 14 YellowFemaleHuman("com.pattern.abtructFactory.YellowFemaleHuman"), 15 16 WhiteFemaleHuman("com.pattern.abtructFactory.WhiteFemaleHuman"), 17 18 WhiteMaleHuman("com.pattern.abtructFactory.WhiteMaleHuman"), 19 20 BlackFemaleHuman("com.pattern.abtructFactory.BlackFemaleHuman"), 21 22 BlackMaleHuman("com.pattern.abtructFactory.BlackMaleHuman"); 23 24 private String value = ""; 25 26 //定义构造函数,目的是Data(value)类型的相匹配 27 private HumanEnum(String value){ 28 this.value = value; 29 } 30 31 public String getValue(){ 32 return this.value; 33 } 34 35 }
我之所以引入 Enum 这个类型,是想让大家在看这本书的时候能够随时随地的学到点什么,你如果看不懂设计模式,你可以从我的程序中学到一些新的技术点,不用像我以前报着砖头似的书在那里啃,看一遍不懂,再看第二遍,然后翻了英文原本才知道,哦~,原来是这样滴,只能说有些翻译家实在不懂技术。
我在讲解技术的时候,尽量少用专业术语,尽量使用大部分人类都能理解的语言。Enum 以前我也很少用,最近在一个项目中偶然使用上了,然后才发觉它的好处,Enum 类型作为一个参数传递到一个方法中时,在 Junit 进行单元测试的时候,不用判断输入参数是否为空、长度为 0 的边界异常条件,如果方法传入的参数不是 Enum 类型的话,根本就传递不进来,你说定义一个类,定义一堆的静态变量,这也可以呀,这个不和你抬杠,上面的代码我解释一下,构造函数没啥好说的,然后是 getValue()方法,就是获得枚举类型中一个元素的值,枚举类型中的元素也是有名称和值的,这个和 HashMap 有点类似。
然后,我们看我们的工厂类,先看接口:
1 package com.pattern.abtructFactory; 2 3 /** 4 * 这次定一个接口,应该要造不同性别的人,需要不同的生产线 5 * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/ 6 * 7 */ 8 public interface HumanFactory { 9 10 //制造黄色人种 11 public Human createYellowHuman(); 12 13 //制造一个白色人种 14 public Human createWhiteHuman(); 15 16 //制造一个黑人人种 17 public Human createBlackHuman(); 18 19 } 20 21 package com.pattern.abtructFactory; 22 23 /** 24 * 编写一个抽象类,根据enum创建一个人类出来 25 * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/ 26 * 27 */ 28 public abstract class AbstractHumanFactory implements HumanFactory{ 29 30 /** 31 * 给定一个性别人种,创建一个人类出来,专业术语是产生产品等级 32 */ 33 protected Human createHuman(HumanEnum humanEnum){ 34 Human human = null; 35 //如果传递进来不是一个Enum中具体的一个Element的话,则不处理 36 if(!humanEnum.getValue().equals("")){ 37 try { 38 //直接产生一个实例 39 human = (Human) Class.forName(humanEnum.getValue()).newInstance(); 40 } catch (Exception e) { 41 //因为使用了enum,这个异常情况不会产生了 42 e.printStackTrace(); 43 } 44 } 45 return human; 46 } 47 48 }
这就是引入 enum 的好处,createHuman(HumanEnum humanEnum)这个方法定义了输入参数必须是 HumanEnum 类型,然后直接使用humanEnum.getValue()方法就能获得具体传递进来的值,这个抽象类的目的就是减少下边实现类的代码量,我们看实现类:
1 package com.pattern.abtructFactory; 2 3 /** 4 * 男性创建工厂 5 * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/ 6 * 7 */ 8 public class MaleHumanFactory extends AbstractHumanFactory{ 9 10 /** 11 * 创建一个男性黑种人 12 */ 13 @Override 14 public Human createBlackHuman() { 15 return super.createHuman(HumanEnum.BlackMaleHuman); 16 } 17 18 /** 19 * 创建一个男性白种人 20 */ 21 @Override 22 public Human createWhiteHuman() { 23 return super.createHuman(HumanEnum.WhiteMaleHuman); 24 } 25 26 /** 27 * 创建一个男性黄种人 28 */ 29 @Override 30 public Human createYellowHuman() { 31 return super.createHuman(HumanEnum.YellowMaleHuman); 32 } 33 34 } 35 36 package com.pattern.abtructFactory; 37 38 /** 39 * 女性创建工厂 40 * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/ 41 * 42 */ 43 public class FemaleHumanFactory extends AbstractHumanFactory{ 44 45 /** 46 * 创建一个女性黑种人 47 */ 48 @Override 49 public Human createBlackHuman() { 50 return super.createHuman(HumanEnum.BlackFemaleHuman); 51 } 52 53 /** 54 * 创建一个女性白种人 55 */ 56 @Override 57 public Human createWhiteHuman() { 58 return super.createHuman(HumanEnum.WhiteFemaleHuman); 59 } 60 61 /** 62 * 创建一个女性黄种人 63 */ 64 @Override 65 public Human createYellowHuman() { 66 return super.createHuman(HumanEnum.YellowFemaleHuman); 67 } 68 69 } 70 71 package com.pattern.abtructFactory; 72 73 /** 74 * 女娲建立起了两条生产线,分别是: 75 * 男性生产线 76 * 女性生产线 77 * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/ 78 * 79 */ 80 public class NvWa { 81 82 public static void main(String[] args) { 83 84 //第一条生产线,男性生产线 85 HumanFactory maleHumanFactory = new MaleHumanFactory(); 86 87 //第二条生产线,女性生产线 88 HumanFactory femaleHumanFactory = new FemaleHumanFactory(); 89 90 //生产线建立完毕,开始生产人了 91 for(int i=0;i<100;i++){ 92 Human maleYellowHuman = maleHumanFactory.createYellowHuman(); 93 maleYellowHuman.cry(); 94 maleYellowHuman.laugh(); 95 maleYellowHuman.talk(); 96 maleYellowHuman.sex(); 97 System.out.println("\n"); 98 } 99 for(int i=0;i<100;i++){ 100 Human femaleYellowHuman = femaleHumanFactory.createYellowHuman(); 101 femaleYellowHuman.cry(); 102 femaleYellowHuman.laugh(); 103 femaleYellowHuman.talk(); 104 femaleYellowHuman.sex(); 105 System.out.println("\n"); 106 } 107 108 } 109 110 }
两个八卦炉,一个造女的,一个造男的,开足马力,一直造到这个世界到现在这个模式为止。
抽象工厂模式讲完了,那我们再思考一些问题:工厂模式有哪些优缺点?先说优点,非常重要的一点就是,工厂模式符合 OCP 原则,也就是开闭原则,比如就性别的问题,这个世界上还存在双性人,是男也是女的人,那这个就是要在我们的产品族中增加一类产品,同时再增加一个工厂就可以解决这个问题。那还有没有其他好处呢?抽象工厂模式,还有一个非常大的优点,高内聚,低耦合,在一个较大的项目组,产品是由一批人定义开发的,但是提供其他成员访问的时候,只有工厂方法和产品的接口,也就是说只需要提供 Product Interface 和 Concrete Factory 就可以产生自己需要的对象和方法,Java 的高内 聚低耦合的特性表现的一览无遗。