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图解设计模式(8):Abstract Factory模式(将关联零件组装成产品)

设计模式 winrains 1年前 (2019-09-19) 39次浏览

将抽象零件组装为抽象产品,不关心零件的具体实现,只关心接口。仅使用接口将零件组装成产品。

1 Abstract Factory模式中的角色

  • AbstractProduct(抽象产品)

负责定义AbstractFactory角色所生成的抽象零件和产品的接口。在示例中,对应Link类、Tray类和Page类。

  • AbstractFactory(抽象工厂)

负责定义用于生成抽象产品的接口。在示例中,对应Factory类。

  • Client(委托者)

调用AbstractFactory角色和AbstractProduct角色的接口来进行程序,对于具体的零件、产品和工厂一无所知。在示例中,对应Main类。

  • ConcreteProdut(具体的产品)

负责实现AbstractProduct角色的接口,在示例中,对应ListLink类、ListTray类、ListPage类、TableLink类、TableTray类、TablePage类

  • ConcreteFactory(具体工厂)

负责实现AbstractFactory角色的接口,在示例中,对应ListFactory类、TableFactory类。

2 Abstract Factory模式的类图

3 示例程序

3.1 类一览表

名字 说明
factory Factory 表示抽象工厂的类(制作Link、Tray、Page)
factory Item 方便统一处理Link和Tray的类
factory Link 抽象零件:表示HTML的链接的类
factory Tray 抽象零件:表示含有Link和Tray的类
factory Page 抽象零件:表示HTML页面的类
无名 Main 测试程序行为的类
listfactory ListFactory 表示具体工厂的类(制作ListLink、ListTray、ListPage)
listfactory ListLink 具体零件:表示HTML的链接的类
listfactory ListTray 具体零件:表示含有Link和Tray的类
listfactory ListPage 具体零件:表示HTML页面的类

3.2 类图

3.3 示例代码

Item类

Item类是Link类和Tray类的父类。
capton字段表示项目的“标题”。makeHTML是抽象方法,需要子类来实现。该方法会返回HTML文件的内容。

package factory;
public abstract class Item {
    protected String caption;
    public Item(String caption) {
        this.caption = caption;
    }
    public abstract String makeHTML();
}

Link类

抽象地表示HTML的超链接类。
url字段中保存的是超链接所指向的地址,由于Link类没有实现父类的抽象方法makeHTML,因此它仍然是抽象类。

package factory;
public abstract class Link extends Item {
    protected String url;
    public Link(String caption, String url) {
        super(caption);
        this.url = url;
    }
}

Tray类

Tray类表示的是一个含有多个Link类和Tray类的窗口。
Tray类使用add方法将Link类和Tray类集合在一起。由于同样未实现父类的makeHTML方法,该类也是抽象类。

package factory;
import java.util.ArrayList;
public abstract class Tray extends Item {
    protected ArrayList tray = new ArrayList();
    public Tray(String caption) {
        super(caption);
    }
    public void add(Item item) {
        tray.add(item);
    }
}

Page类

Page类是抽象地表示HTML页面的类。如果将LinkTray比喻成抽象的“零件”,那么Page类就是抽象的“产品”。
可以通过add方法向页面中增加Item(即LinkTray),增加的Item将会在页面中显示出来。
output方法首先根据页面标题确定文件名,接着调用makeHTML方法将自身保存的HTML内容写入到文件中。

package factory;
import java.io.*;
import java.util.ArrayList;
public abstract class Page {
    protected String title;
    protected String author;
    protected ArrayList content = new ArrayList();
    public Page(String title, String author) {
        this.title = title;
        this.author = author;
    }
    public void add(Item item) {
        content.add(item);
    }
    public void output() {
        try {
            String filename = title + ".html";
            Writer writer = new FileWriter(filename);
            writer.write(this.makeHTML());
            writer.close();
            System.out.println(filename + " 编写完成。");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    public abstract String makeHTML();
}

Factory类

getFactory方法可以根据指定的类名生成具体工厂的实例。
虽然getFactory方法生成的是具体工厂的实例,但是返回值的类型是抽象工厂类型。

package factory;
public abstract class Factory {
    public static Factory getFactory(String classname) {
        Factory factory = null;
        try {
            factory = (Factory)Class.forName(classname).newInstance();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            System.err.println("没有找到 " + classname + "类。");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return factory;
    }
    public abstract Link createLink(String caption, String url);
    public abstract Tray createTray(String caption);
    public abstract Page createPage(String title, String author);
}

ListFactory类

具体的工厂类。

package listfactory;
import factory.*;
public class ListFactory extends Factory {
    public Link createLink(String caption, String url) {
        return new ListLink(caption, url);
    }
    public Tray createTray(String caption) {
        return new ListTray(caption);
    }
    public Page createPage(String title, String author) {
        return new ListPage(title, author);
    }
}

ListLink类

具体的零件类。

package listfactory;
import factory.*;
public class ListLink extends Link {
    public ListLink(String caption, String url) {
        super(caption, url);
    }
    public String makeHTML() {
        return "  <li><a href=\"" + url + "\">" + caption + "</a></li>\n";
    }
}

ListTray类

具体的零件类。
需要注意的是,调用每个ItemmakeHTML方法时,并不关心变量item中保存的实例究竟是ListLink还是ListTray,只需要简单地调用item.makeHTML()语句即可。不能使用switch语句或if语句去判断变量item中保存的实例的类型,否则就是非面向对象编程了。

package listfactory;
import factory.*;
import java.util.Iterator;
public class ListTray extends Tray {
    public ListTray(String caption) {
        super(caption);
    }
    public String makeHTML() {
        StringBuffer buffer = new StringBuffer();
        buffer.append("<li>\n");
        buffer.append(caption + "\n");
        buffer.append("<ul>\n");
        Iterator it = tray.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            Item item = (Item)it.next();
            buffer.append(item.makeHTML());
        }
        buffer.append("</ul>\n");
        buffer.append("</li>\n");
        return buffer.toString();
    }
}

ListPage类

具体的产品类。

package listfactory;
import factory.*;
import java.util.Iterator;
public class ListPage extends Page {
    public ListPage(String title, String author) {
        super(title, author);
    }
    public String makeHTML() {
        StringBuffer buffer = new StringBuffer();
        buffer.append("<html><head><title>" + title + "</title></head>\n");
        buffer.append("<body>\n");
        buffer.append("<h1>" + title + "</h1>\n");
        buffer.append("<ul>\n");
        Iterator it = content.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            Item item = (Item)it.next();
            buffer.append(item.makeHTML());
        }
        buffer.append("</ul>\n");
        buffer.append("<hr><address>" + author + "</address>");
        buffer.append("</body></html>\n");
        return buffer.toString();
    }
}

Main类

使用工厂将零件组装成产品。

import factory.*;
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        if (args.length != 1) {
            System.out.println("Usage: java Main class.name.of.ConcreteFactory");
            System.out.println("Example 1: java Main listfactory.ListFactory");
            System.out.println("Example 2: java Main tablefactory.TableFactory");
            System.exit(0);
        }
        Factory factory = Factory.getFactory(args[0]);
        Link people = factory.createLink("人民日报", "http://www.people.com.cn/");
        Link gmw = factory.createLink("光明日报", "http://www.gmw.cn/");
        Link us_yahoo = factory.createLink("Yahoo!", "http://www.yahoo.com/");
        Link jp_yahoo = factory.createLink("Yahoo!Japan", "http://www.yahoo.co.jp/");
        Link excite = factory.createLink("Excite", "http://www.excite.com/");
        Link google = factory.createLink("Google", "http://www.google.com/");
        Tray traynews = factory.createTray("日报");
        traynews.add(people);
        traynews.add(gmw);
        Tray trayyahoo = factory.createTray("Yahoo!");
        trayyahoo.add(us_yahoo);
        trayyahoo.add(jp_yahoo);
        Tray traysearch = factory.createTray("检索引擎");
        traysearch.add(trayyahoo);
        traysearch.add(excite);
        traysearch.add(google);
        Page page = factory.createPage("LinkPage", "杨文轩");
        page.add(traynews);
        page.add(traysearch);
        page.output();
    }
}

运行结果

java Main listfactory.ListFactory
LinkPage.html 编写完成。

4 为示例增加其它工厂

4.1 类一览表

名字 说明
tablefactory TableFactory 表示具体工厂的类(制作TableLink、TableTray、TablePage)
tablefactory TableLink 具体零件:表示HTML的超链接的类
tablefactory TableTray 具体零件:表示含有Link和Tray的类
tablefactory TablePage 具体产品:表示HTML页面的类

4.2 示例代码

TableFactory类

具体的工厂类。

package tablefactory;
import factory.*;
public class TableFactory extends Factory {
    public Link createLink(String caption, String url) {
        return new TableLink(caption, url);
    }
    public Tray createTray(String caption) {
        return new TableTray(caption);
    }
    public Page createPage(String title, String author) {
        return new TablePage(title, author);
    }
}

TableLink类

具体的零件类。

package tablefactory;
import factory.*;
public class TableLink extends Link {
    public TableLink(String caption, String url) {
        super(caption, url);
    }
    public String makeHTML() {
        return "<td><a href=\"" + url + "\">" + caption + "</a></td>\n";
    }
}

TableTray类

具体的零件类。

package tablefactory;
import factory.*;
import java.util.Iterator;
public class TableTray extends Tray {
    public TableTray(String caption) {
        super(caption);                     // 使用super(...)表达式
    }
    public String makeHTML() {
        StringBuffer buffer = new StringBuffer();
        buffer.append("<td>");
        buffer.append("<table width=\"100%\" border=\"1\"><tr>");
        buffer.append("<td bgcolor=\"#cccccc\" align=\"center\" colspan=\""+ tray.size() + "\"><b>" + caption + "</b></td>");
        buffer.append("</tr>\n");
        buffer.append("<tr>\n");
        Iterator it = tray.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            Item item = (Item)it.next();
            buffer.append(item.makeHTML());
        }
        buffer.append("</tr></table>");
        buffer.append("</td>");
        return buffer.toString();
    }
}

TablePage类

具体的零件类。

package tablefactory;
import factory.*;
import java.util.Iterator;
public class TablePage extends Page {
    public TablePage(String title, String author) {
        super(title, author);
    }
    public String makeHTML() {
        StringBuffer buffer = new StringBuffer();
        buffer.append("<html><head><title>" + title + "</title></head>\n");
        buffer.append("<body>\n");
        buffer.append("<h1>" + title + "</h1>\n");
        buffer.append("<table width=\"80%\" border=\"3\">\n");
        Iterator it = content.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            Item item = (Item)it.next();
            buffer.append("<tr>" + item.makeHTML() + "</tr>");
        }
        buffer.append("</table>\n");
        buffer.append("<hr><address>" + author + "</address>");
        buffer.append("</body></html>\n");
        return buffer.toString();
    }
}

运行结果

java Main tablefactory.TableFactory
LinkPage.html 编写完成。

摘自《图解设计模式》


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