《Head first设计模式》学习笔记 – 抽象工厂模式

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抽象工厂模式提供一个接口,用于创建相关或依赖对象的家族,而不需要明确指定具体类。

确保原料的一致

披萨店成功的关键在于新鲜、高质量的原料。要如何确保每家加盟店使用高质量的原料?你打算建造一家生成原料的工厂,并将原料运送到各家加盟店。对于这个做法,现在还剩下一个问题:加盟店坐落在不同的区域,纽约的红酱料和芝加哥的红酱料是不一样的。加盟店之间有相同的产品家族(意式腊肠、酱料、芝士、蔬菜等等),但是制作方式根据区域的不同而有差异。所以对于纽约和芝加哥,你准备了两组不同的原料。假如不久之后加州就有加盟店了,到时候是不是又需要一组新的原料?

建造原料工厂

现在,我们要建造一个工厂来生产原料,这个工厂将负责创建原料家族中的每一种原料。也就是说,工厂将需要生产面团、酱料、芝士等。
开始先为工厂定义一个接口,这个接口负责创建所有的原料:

public interface PizzaIngredientFactory {
// 在接口中,每个原料都有一个对应的方法创建该原料
public Dough createDough();
public Sauce createSauce();
public Cheese createCheese();
public Veggies[] createVeggies();
public Pepperoni createPepperoni();
public Clams createClams();
}

现在要做的事情是:
1. 为每个区域建造一个工厂。你需要创建一个继承自PizzaIngredientFactory的子类来实现每一个创建方法;
2. 实现一组原料类供工厂使用,例如ReggianoCheese、RedPeppers、ThickCrustDough。这些类可以在合适的区域间共享;
3. 然后你需要将一切组织起来,将新的原料工厂整合进旧的PizzaStore代码中。

创建纽约原料工厂

这是纽约原料工厂的实现。这工厂专精于大蒜番茄酱料、Reggiano干酪、新鲜蛤蜊。

public class NYPizzaIngredientFactory implements PizzaIngredientFactory {
// 对于原料家族内的每一种原料,我们都提供了纽约的版本
@Override
public Dough createDough() {
return new ThinCrushDough();
}

@Override
public Sauce createSauce() {
return new MarinaraSauce();
}

@Override
public Cheese createCheese() {
return new ReggianoCheese();
}

@Override
public Veggies[] createVeggies() {
Veggies veggies[] = {new Garlic(), new Onion(), new Mushroom(), new RedPepper()};
return veggies;
}

@Override
public Pepperoni createPepperoni() {
// 这是切片的意式腊肠,纽约和芝加哥都会用到它
return new SlicedPepperoni();
}

@Override
public Clams createClams() {
// 纽约靠海,所以有新鲜的蛤蜊。芝加哥就必须使用冷冻的蛤蜊
return new FreshClams();
}
}

重做披萨

工厂已经一切就绪,准备生成高质量原料了。现在我们只需要重做披萨,好让它们只使用工厂生产出来的原料。我们先从抽象的Pizza类开始:

public abstract class Pizza {
String name;
// 每个披萨都持有一组在准备时会用到的原料
Dough dough;
Sauce sauce;
Veggies veggies[];
Cheese cheese;
Pepperoni pepperoni;
Clams clams;

// 现在把prepare()方法声明成抽象。在这个方法中,我们需要收集披萨所需的原料,而这些原料当然是来自原料工厂了。
abstract void prepare();

// 其他的方法保持不动
void bake(){
// ...
}

void cut(){
// ...
}

void box(){
// ...
}
}

现在已经有了一个抽象披萨,可以开始创建纽约和芝加哥风味的披萨了。从今以后,加盟店必须直接从工厂取得原料。
我们曾经写过工厂方法的代码,有NYCheesePizza和ChicagoCheesePizza类。比较一下这两个类,唯一的差别在于使用区域性的原料,至于披萨的做法都一样。它们都依循着相同的准备步骤,只是使用不同的原料。
所以,其实我们不需要设计两个不同的类来处理不同风味的披萨,让原料工厂处理这种区域差异就可以了。下面是CheesePizza:

public class CheesePizza extends Pizza {
PizzaIngredientFactory ingredientFactory;

// 要制作披萨,需要工厂提供原料。
// 所以每个披萨类都需要从构造器参数中得到一个工厂,并把这个工厂存储在一个实例变量中。
public CheesePizza(PizzaIngredientFactory ingredientFactory){
this.ingredientFactory = ingredientFactory;
}

@Override
void prepare() {
// prepare()方法一步一步地创建芝士披萨,每当需要原料时,就跟工厂要。
dough = ingredientFactory.createDough();
sauce = ingredientFactory.createSauce();
cheese = ingredientFactory.createCheese();
}
}

Pizza的代码利用相关的工厂生成原料。所生产的原料依赖所使用的工厂,Pizza类根本不关心这些原料,它只知道如何制作披萨。现在,Pizza和区域原料之间被解耦,无论原料工厂是在落基山脉还是在西北沿岸地区,Pizza类都可以轻易地复用,完全没有问题。

再回到披萨店

我们几乎完工了,只需再到加盟店短暂巡视一下,确认他们使用了正确的披萨。也需要让他们能和本地的原料工厂搭上线:

public class NYPizzaStore extends PizzaStore {

protected Pizza createPizza(String item) {
Pizza pizza = null;
// 纽约店会用到纽约披萨原料工厂,由该原料工厂负责生产使用纽约风味披萨所需的原料
PizzaIngredientFactory ingredientFactory = new NYPizzaIngredientFactory();

if (item.equals("cheese")) {


// 把工厂传递给每一个披萨,以便披萨能从工厂中取得原料


pizza = new CheesePizza(ingredientFactory);
} else if (item.equals("veggie")) {


pizza = new VeggiePizza(ingredientFactory);
} else if (item.equals("clam")) {


pizza = new ClamPizza(ingredientFactory);
} else if (item.equals("pepperoni")) {


pizza = new PepperoniPizza(ingredientFactory);
}
return pizza;
}
}

我们做了些什么?

一连串的代码改变,我们到底做了些什么?
我们引入新类型的工厂,也就是所谓的抽象工厂,来创建披萨原料家族。
通过抽象工厂所提供的接口,可以创建产品的家族,利用这个接口书写代码,我们的代码将从实际工厂解耦,以便在不同环境中实现各式各样的工厂,制造出各种不同的产品。例如:不同的区域、不同的操作系统、不同的外观及操作。
因为代码从实际的产品中解耦了,所以我们可以替换不同的工厂来取得不同的行为,例如取得大蒜番茄酱料,而不是取得番茄酱料。

比较工厂方法和抽象工厂

PizzaStore实现为工厂方法,因为我们需要根据区域变化创建产品。通过工厂方法,每个区域都有自己的具体工厂,他们都知道如何制作适合该区域的披萨。

因为我们需要创建一个产品家族(也就是原料),我们把PizzaIngredientFactory实现为抽象工厂。每个子类都使用其区域的供货商来实现这些原料。

工厂方法使用继承,把对象的创建委托给子类,子类实现工厂方法来创建对象。工厂方法允许类将实例化延迟到子类进行。

抽象工厂使用对象组合,对象的创建被实现在工厂接口所暴露出来的方法中。抽象工厂创建相关的对象家族,而不需要依赖它们的具体类。

所有工厂都是用来封装对象的创建。所有工厂模式都通过减少应用程序和具体类之间的依赖促进松耦合。

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