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研磨设计形式之抽象工厂模式-1

2012-09-10 
研磨设计模式之抽象工厂模式-1抽象工厂模式(Abstract Factory)1.1场景问题1.1.1选择组装电脑的配件举个生

研磨设计模式之抽象工厂模式-1
抽象工厂模式(Abstract Factory)
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:

/** * CPU的接口 */public interface CPUApi {/** * 示意方法,CPU具有运算的功能 */public void calculate();}

再看看主板的接口定义,示例代码如下:

/** * 主板的接口 */public interface MainboardApi {/** * 示意方法,主板都具有安装CPU的功能 */public void installCPU();}

(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:

/** *Intel的CPU实现 */public class IntelCPU implements CPUApi{/** * CPU的针脚数目 */private int pins = 0;/** * 构造方法,传入CPU的针脚数目 * @param pins CPU的针脚数目 */public IntelCPU(int pins){this.pins = pins;}public void calculate() {System.out.println("now in Intel CPU,pins="+pins);}}

再看看AMD的CPU实现,示例代码如下:

/** * AMD的CPU实现 */public class AMDCPU implements CPUApi{/** * CPU的针脚数目 */private int pins = 0;/** * 构造方法,传入CPU的针脚数目 * @param pins CPU的针脚数目 */public AMDCPU(int pins){this.pins = pins;}public void calculate() {System.out.println("now in AMD CPU,pins="+pins);}}

(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:

/** * 技嘉的主板  */public class GAMainboard implements MainboardApi {/** * CPU插槽的孔数 */private int cpuHoles = 0;/** * 构造方法,传入CPU插槽的孔数 * @param cpuHoles CPU插槽的孔数 */public GAMainboard(int cpuHoles){this.cpuHoles = cpuHoles;}public void installCPU() {System.out.println("now in GAMainboard,cpuHoles="+cpuHoles);}}

再看看微星的主板实现,示例代码如下:

/** * 微星的主板 */public class MSIMainboard implements MainboardApi{/** * CPU插槽的孔数 */private int cpuHoles = 0;/** * 构造方法,传入CPU插槽的孔数 * @param cpuHoles CPU插槽的孔数 */public MSIMainboard(int cpuHoles){this.cpuHoles = cpuHoles;}public void installCPU() {System.out.println("now in MSIMainboard,cpuHoles="+cpuHoles);}}

(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:

/** * 创建CPU的简单工厂 */public class CPUFactory {/** * 创建CPU接口对象的方法 * @param type 选择CPU类型的参数 * @return CPU接口对象的方法 */public static CPUApi createCPUApi(int type){CPUApi cpu = null;//根据参数来选择并创建相应的CPU对象if(type==1){cpu = new IntelCPU(1156);}else if(type==2){cpu = new AMDCPU(939);}return cpu;}}


再看看创建主板的工厂实现,示例代码如下:

/** * 创建主板的简单工厂 */public class MainboardFactory {/** * 创建主板接口对象的方法 * @param type 选择主板类型的参数 * @return 主板接口对象的方法 */public static MainboardApi createMainboardApi(int type){MainboardApi mainboard = null;//根据参数来选择并创建相应的主板对象if(type==1){mainboard = new GAMainboard(1156);}else if(type==2){mainboard = new MSIMainboard(939);}return mainboard;}}

(5)接下来看看装机工程师的实现,示例代码如下:
/** * 装机工程师的类 */public  class ComputerEngineer {/** * 定义组装机器需要的CPU */private CPUApi cpu= null;/** * 定义组装机器需要的主板 */private MainboardApi mainboard = null;/** * 装机过程 * @param cpuType 客户选择所需CPU的类型 * @param mainboardType 客户选择所需主板的类型 */public void makeComputer(int cpuType,int mainboardType){//1:首先准备好装机所需要的配件prepareHardwares(cpuType,mainboardType);//2:组装机器//3:测试机器//4:交付客户}/** * 准备装机所需要的配件 * @param cpuType 客户选择所需CPU的类型 * @param mainboardType 客户选择所需主板的类型 */private void prepareHardwares(int cpuType,int mainboardType){//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//可是,装机工程师并不知道如何去创建,怎么办呢?//直接找相应的工厂获取this.cpu = CPUFactory.createCPUApi(cpuType);this.mainboard = MainboardFactory.createMainboardApi(mainboardType);//测试一下配件是否好用this.cpu.calculate();this.mainboard.installCPU();}}

(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:

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

运行结果如下:

now in Intel CPU,pins=1156now 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:

now in Intel CPU,pins=1156now 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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