创建型-综合题-AbstractFactory

Rif2025-07-242025-07-24

题目

Java设计模式练习题：抽象工厂模式 - 操作系统UI控件库

一、案例背景

在跨平台应用开发中，不同操作系统（如Windows、Mac）下的用户界面控件（如按钮、文本框）表现形式不同。为了实现程序对平台的解耦，我们使用抽象工厂模式，构建一套统一的控件创建接口，并在每个平台上实现各自的控件外观和行为。

二、任务说明

1. 请使用抽象工厂模式完成以下功能：

· 定义两个抽象产品接口：Button 和 TextField，声明 render() 方法。

· 创建两个具体产品族：WindowsButton + WindowsTextField，MacButton + MacTextField。

· 定义抽象工厂接口 GUIFactory，声明创建按钮和文本框的方法。

· 实现两个具体工厂类：WindowsFactory 和 MacFactory，用于创建各自的控件对象。

· 客户端通过传入工厂对象，创建平台相关的控件并调用 render() 方法。

三、结构图（文字表示）

[Button] ← 抽象按钮接口
[TextField] ← 抽象文本框接口
↑ ↑
[WindowsButton] [WindowsTextField]
[MacButton] [MacTextField]

[GUIFactory] ← 抽象工厂接口
↑ ↑
[WindowsFactory] [MacFactory]

[Client] ← 客户端程序

四、示例运行结果

使用 WindowsFactory：
渲染 Windows 按钮
渲染 Windows 文本框

使用 MacFactory：
渲染 Mac 按钮
渲染 Mac 文本框

五、编程提示

• 接口命名规范：Button、TextField、GUIFactory。

• 工厂接口应包含 createButton() 与 createTextField() 方法。

• 客户端通过 GUIFactory 创建控件，保持平台无关。

代码

PlantUML

@startuml
!theme plain

' 1. 抽象产品接口：Button
interface Button {
    + render(): void
}

' 2. 抽象产品接口：TextField
interface TextField {
    + render(): void
}

' 3. 具体产品族：Windows UI 控件
class WindowsButton {
    + render(): void
}

class WindowsTextField {
    + render(): void
}

' 4. 具体产品族：Mac UI 控件
class MacButton {
    + render(): void
}

class MacTextField {
    + render(): void
}

' 5. 抽象工厂接口：GUIFactory
interface GUIFactory {
    + createButton(): Button
    + createTextField(): TextField
}

' 6. 具体工厂类：WindowsFactory
class WindowsFactory {
    + createButton(): Button
    + createTextField(): TextField
}

' 7. 具体工厂类：MacFactory
class MacFactory {
    + createButton(): Button
    + createTextField(): TextField
}

' 8. 客户端程序：Client
class Client_2 {
    + {static} main(args: String[]): void
}

' 关系定义

' 具体产品实现抽象产品接口
Button <|.. WindowsButton
Button <|.. MacButton

TextField <|.. WindowsTextField
TextField <|.. MacTextField

' 具体工厂实现抽象工厂接口
GUIFactory <|.. WindowsFactory
GUIFactory <|.. MacFactory

' 具体工厂创建具体产品
WindowsFactory ..> WindowsButton : creates >
WindowsFactory ..> WindowsTextField : creates >

MacFactory ..> MacButton : creates >
MacFactory ..> MacTextField : creates >

' 抽象工厂与抽象产品之间的关系 (工厂方法返回抽象产品)
GUIFactory ..> Button : creates >
GUIFactory ..> TextField : creates >

' 客户端使用抽象工厂和抽象产品
Client_2 ..> GUIFactory
Client_2 ..> Button
Client_2 ..> TextField

@enduml

代码源码

// 1. 抽象产品接口：Button  
interface Button {  
    void render();  
}  
  
// 2. 抽象产品接口：TextField  
interface TextField {  
    void render();  
}  
  
// 3. 具体产品族：Windows UI 控件  
class WindowsButton implements Button {  
    @Override  
    public void render() {  
        System.out.println("渲染 Windows 按钮");  
    }  
}  
  
class WindowsTextField implements TextField {  
    @Override  
    public void render() {  
        System.out.println("渲染 Windows 文本框");  
    }  
}  
  
// 4. 具体产品族：Mac UI 控件  
class MacButton implements Button {  
    @Override  
    public void render() {  
        System.out.println("渲染 Mac 按钮");  
    }  
}  
  
class MacTextField implements TextField {  
    @Override  
    public void render() {  
        System.out.println("渲染 Mac 文本框");  
    }  
}  
  
// 5. 抽象工厂接口：GUIFactory  
interface GUIFactory {  
    Button createButton();  
    TextField createTextField();  
}  
  
// 6. 具体工厂类：WindowsFactory  
class WindowsFactory implements GUIFactory {  
    @Override  
    public Button createButton() {  
        return new WindowsButton();  
    }  
  
    @Override  
    public TextField createTextField() {  
        return new WindowsTextField();  
    }  
}  
  
// 7. 具体工厂类：MacFactory  
class MacFactory implements GUIFactory {  
    @Override  
    public Button createButton() {  
        return new MacButton();  
    }  
  
    @Override  
    public TextField createTextField() {  
        return new MacTextField();  
    }  
}  
  
// 8. 客户端程序：Client  
public class Client_2 {  
    public static void main(String[] args) {  
        System.out.println("--- 使用 WindowsFactory ---");  
  
        GUIFactory windowsFactory = new WindowsFactory();  
        Button windowsButton = windowsFactory.createButton();  
        TextField windowsTextField = windowsFactory.createTextField();  
  
        windowsButton.render();  
        windowsTextField.render();  
  
        System.out.println("\n--- 使用 MacFactory ---");  
  
        GUIFactory macFactory = new MacFactory();  
        Button macButton = macFactory.createButton();  
        TextField macTextField = macFactory.createTextField();  
  
        macButton.render();  
        macTextField.render();  
    }  
}