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研磨设计模式之抽象工厂模式-1

来源：互联网 发布：vb讲excell导到数据库 编辑：程序博客网 时间：2024/06/05 12:01

抽象工厂模式（Abstract Factory）

 

http://chjavach.javaeye.com/blog/792907

1.1  场景问题

1.1.1  选择组装电脑的配件

        举个生活中常见的例子——组装电脑，我们在组装电脑的时候，通常需要选择一系列的配件，比如：CPU、硬盘、内存、主板、电源、机箱等等。为了使讨论简单点，只考虑选择CPU和主板的问题。
        事实上，我们在选择CPU的时候，面临一系列的问题，比如：品牌、型号、针脚数目、主频等问题，只有把这些都确定下来，才能确定具体的CPU。
        同样，在选择主板的时候，也有一系列的问题，比如：品牌、芯片组、集成芯片、总线频率等问题，也只有这些都确定了，才能确定具体的主板。
        选择不同的CPU和主板，是每个客户去组装电脑的时候，向装机公司提出的要求，也就是我们每个人自己拟定的装机方案。
        在最终确定这个装机方案之前，还需要整体考虑各个配件之间的兼容性，比如：CPU和主板，如果CPU针脚数和主板提供的CPU插口不兼容，是无法组装的。也就是说，装机方案是有整体性的，里面选择的各个配件之间是有关联的。
        对于装机工程师而言，他只知道组装一台电脑，需要相应的配件，但是具体使用什么样的配件，还得由客户说了算。也就是说装机工程师只是负责组装，而客户负责选择装配所需要的具体的配件。因此，当装机工程师为不同的客户组装电脑时，只需要按照客户的装机方案，去获取相应的配件，然后组装即可。
        现在需要使用程序来把这个装机的过程，尤其是选择组装电脑配件的过程实现出来，该如何实现呢？


1.1.2  不用模式的解决方案

        考虑客户的功能，需要选择自己需要的CPU和主板，然后告诉装机工程师自己的选择，接下来就等着装机工程师组装机器了。
        对装机工程师而言，只是知道CPU和主板的接口，而不知道具体实现，很明显可以用上简单工厂或工厂方法模式，为了简单，这里选用简单工厂吧。客户告诉装机工程师自己的选择，然后装机工程师会通过相应的工厂去获取相应的实例对象。
（1）先来看看CPU和主板的接口，先看CPU的接口定义，示例代码如下：

Java代码 
  1. /** 
  2.  * CPU的接口 
  3.  */  
  4. public interface CPUApi {  
  5.     /** 
  6.      * 示意方法，CPU具有运算的功能 
  7.      */  
  8.     public void calculate();  
  9. }  

 

再看看主板的接口定义，示例代码如下：

Java代码 
  1. /** 
  2.  * 主板的接口 
  3.  */  
  4. public interface MainboardApi {  
  5.     /** 
  6.      * 示意方法，主板都具有安装CPU的功能 
  7.      */  
  8.     public void installCPU();     
  9. }  

 （2）接下来看看具体的CPU实现，先看Intel的CPU实现，示例代码如下：

Java代码 
  1. /** 
  2.  *Intel的CPU实现 
  3.  */  
  4. public class IntelCPU implements CPUApi{  
  5.     /** 
  6.      * CPU的针脚数目 
  7.      */  
  8.     private int pins = 0;  
  9.     /** 
  10.      * 构造方法，传入CPU的针脚数目 
  11.      * @param pins CPU的针脚数目 
  12.      */  
  13.     public IntelCPU(int pins){  
  14.         this.pins = pins;  
  15.     }  
  16.     public void calculate() {  
  17.         System.out.println("now in Intel CPU,pins="+pins);  
  18.     }  
  19. }  

 再看看AMD的CPU实现，示例代码如下：

Java代码 
  1. /** 
  2.  * AMD的CPU实现 
  3.  */  
  4. public class AMDCPU implements CPUApi{  
  5.     /** 
  6.      * CPU的针脚数目 
  7.      */  
  8.     private int pins = 0;  
  9.     /** 
  10.      * 构造方法，传入CPU的针脚数目 
  11.      * @param pins CPU的针脚数目 
  12.      */  
  13.     public AMDCPU(int pins){  
  14.         this.pins = pins;  
  15.     }  
  16.     public void calculate() {  
  17.         System.out.println("now in AMD CPU,pins="+pins);  
  18.     }  
  19. }  

 （3）接下来看看具体的主板实现，先看技嘉的主板实现，示例代码如下：

Java代码 
  1. /** 
  2.  * 技嘉的主板  
  3.  */  
  4. public class GAMainboard implements MainboardApi {  
  5.     /** 
  6.      * CPU插槽的孔数 
  7.      */  
  8.     private int cpuHoles = 0;  
  9.     /** 
  10.      * 构造方法，传入CPU插槽的孔数 
  11.      * @param cpuHoles CPU插槽的孔数 
  12.      */  
  13.     public GAMainboard(int cpuHoles){  
  14.         this.cpuHoles = cpuHoles;  
  15.     }  
  16.     public void installCPU() {  
  17.         System.out.println("now in GAMainboard,cpuHoles="  
  18. +cpuHoles);  
  19.     }  
  20. }  

 再看看微星的主板实现，示例代码如下：

Java代码 
  1. /** 
  2.  * 微星的主板 
  3.  */  
  4. public class MSIMainboard implements MainboardApi{  
  5.     /** 
  6.      * CPU插槽的孔数 
  7.      */  
  8.     private int cpuHoles = 0;  
  9.     /** 
  10.      * 构造方法，传入CPU插槽的孔数 
  11.      * @param cpuHoles CPU插槽的孔数 
  12.      */  
  13.     public MSIMainboard(int cpuHoles){  
  14.         this.cpuHoles = cpuHoles;  
  15.     }  
  16.     public void installCPU() {  
  17.         System.out.println("now in MSIMainboard,cpuHoles="  
  18. +cpuHoles);  
  19.     }  
  20. }  

 （4）接下来看看创建CPU和主板的工厂，先看创建CPU的工厂实现，示例代码如下：

Java代码 
  1. /** 
  2.  * 创建CPU的简单工厂 
  3.  */  
  4. public class CPUFactory {  
  5.     /** 
  6.      * 创建CPU接口对象的方法 
  7.      * @param type 选择CPU类型的参数 
  8.      * @return CPU接口对象的方法 
  9.      */  
  10.     public static CPUApi createCPUApi(int type){  
  11.         CPUApi cpu = null;  
  12.         //根据参数来选择并创建相应的CPU对象  
  13.         if(type==1){  
  14.             cpu = new IntelCPU(1156);  
  15.         }else if(type==2){  
  16.             cpu = new AMDCPU(939);  
  17.         }  
  18.         return cpu;  
  19.     }     
  20. }  

 再看看创建主板的工厂实现，示例代码如下：

Java代码 
  1. /** 
  2.  * 创建主板的简单工厂 
  3.  */  
  4. public class MainboardFactory {  
  5.     /** 
  6.      * 创建主板接口对象的方法 
  7.      * @param type 选择主板类型的参数 
  8.      * @return 主板接口对象的方法 
  9.      */  
  10.     public static MainboardApi createMainboardApi(int type){  
  11.         MainboardApi mainboard = null;  
  12.         //根据参数来选择并创建相应的主板对象  
  13.         if(type==1){  
  14.             mainboard = new GAMainboard(1156);  
  15.         }else if(type==2){  
  16.             mainboard = new MSIMainboard(939);  
  17.         }  
  18.         return mainboard;  
  19.     }  
  20. }  

 （5）接下来看看装机工程师的实现，示例代码如下：

Java代码 
  1. /** 
  2.  * 装机工程师的类 
  3.  */  
  4. public  class ComputerEngineer {  
  5.     /** 
  6.      * 定义组装机器需要的CPU 
  7.      */  
  8.     private CPUApi cpu= null;  
  9.     /** 
  10.      * 定义组装机器需要的主板 
  11.      */  
  12.     private MainboardApi mainboard = null;  
  13.     /** 
  14.      * 装机过程 
  15.      * @param cpuType 客户选择所需CPU的类型 
  16.      * @param mainboardType 客户选择所需主板的类型 
  17.      */  
  18.     public void makeComputer(int cpuType,int mainboardType){  
  19.         //1：首先准备好装机所需要的配件  
  20.         prepareHardwares(cpuType,mainboardType);  
  21.         //2：组装机器          
  22.         //3：测试机器          
  23.         //4：交付客户  
  24.     }  
  25.     /** 
  26.      * 准备装机所需要的配件 
  27.      * @param cpuType 客户选择所需CPU的类型 
  28.      * @param mainboardType 客户选择所需主板的类型 
  29.      */  
  30.     private void prepareHardwares(int cpuType,int mainboardType){  
  31.         //这里要去准备CPU和主板的具体实现，为了示例简单，这里只准备这两个  
  32.         //可是，装机工程师并不知道如何去创建，怎么办呢？  
  33.           
  34.         //直接找相应的工厂获取  
  35.         this.cpu = CPUFactory.createCPUApi(cpuType);  
  36.         this.mainboard = MainboardFactory.createMainboardApi(  
  37. mainboardType);  
  38.         //测试一下配件是否好用  
  39.         this.cpu.calculate();  
  40.         this.mainboard.installCPU();  
  41.     }  
  42. }  

  （6）看看此时的客户端，应该通过装机工程师来组装电脑，客户需要告诉装机工程师他选择的配件，示例代码如下：

Java代码 
  1. public class Client {  
  2.     public static void main(String[] args) {  
  3.         //创建装机工程师对象  
  4.         ComputerEngineer engineer = new ComputerEngineer();  
  5.         //告诉装机工程师自己选择的配件，让装机工程师组装电脑  
  6.         engineer.makeComputer(1,1);  
  7.     }  
  8. }  

 

运行结果如下：

Java代码 
  1. now in Intel CPU,pins=1156  
  2. now in GAMainboard,cpuHoles=1156  

 

 

1.1.3  有何问题

        看了上面的实现，会感觉到很简单嘛，通过使用简单工厂来获取需要的CPU和主板对象，然后就可以组装电脑了。有何问题呢？
        虽然上面的实现，通过简单工厂解决解决了：对于装机工程师，只知CPU和主板的接口，而不知道具体实现的问题。但还有一个问题没有解决，什么问题呢？那就是这些CPU对象和主板对象其实是有关系的，是需要相互匹配的。而在上面的实现中，并没有维护这种关联关系，CPU和主板是由客户随意选择的。这是有问题的。
        比如在上面实现中的客户端，在调用makeComputer时，传入参数为(1,2)，试试看，运行结果就会如下：

Java代码 
  1. now in Intel CPU,pins=1156  
  2. now in MSIMainboard,cpuHoles=939  

 

        观察上面的结果，你就会看出问题来了，客户选择的CPU的针脚是1156针的，而选择的主板上的CPU插孔却只有939针，根本无法组装。这就是没有维护配件之间的关系造成的。
        该怎么解决这个问题呢？

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