Python設(shè)計(jì)模式中的創(chuàng)建型工廠模式
一、工廠模式（Factory Pattern）
工廠模式（Factory Pattern），提供了一種實(shí)例化（創(chuàng)建）對(duì)象的最佳方式。
在工廠模式中，首先定義了一個(gè)抽象的工廠類(lèi)（class Factory），并且在該工廠類(lèi)中定義了提供了一個(gè)通用的、用于實(shí)例化對(duì)象的 Interface（接口）函數(shù)。然后當(dāng) Client 想要實(shí)例化某個(gè)具體的類(lèi)的對(duì)象時(shí)，只需要將需求告訴工廠類(lèi)即可，由工廠類(lèi)按需求去完成對(duì)象的實(shí)例化并返回。而 Client 作為調(diào)用者，則無(wú)需知道對(duì)象實(shí)例化的任何細(xì)節(jié)，這意味著任意的 Client 都無(wú)需要考慮根據(jù)對(duì)象的實(shí)例化細(xì)節(jié)來(lái)調(diào)整自身的代碼。
例如：當(dāng)我們需要購(gòu)買(mǎi)一批電腦，只要把我們的需求告訴電腦工廠，電腦工廠就會(huì)幫我們把這批電腦做好，而不用我們自己去做這個(gè)電腦的，也不用我們自己去知道這個(gè)電腦是怎么做出來(lái)的，這就是工廠模式。
工廠模式帶來(lái)的好處就是幫助我們把對(duì)象的實(shí)例化部分抽取了出來(lái)，目的是降低系統(tǒng)中代碼耦合度，并且增強(qiáng)了系統(tǒng)的擴(kuò)展性。是一種解耦思想的實(shí)踐。
二、應(yīng)用場(chǎng)景
- Multi-Drivers（多驅(qū)動(dòng)架構(gòu)）
三、編碼示例
1、簡(jiǎn)單工廠模式
簡(jiǎn)單工廠模式，只是做了一層簡(jiǎn)單的封裝，將不同對(duì)象的實(shí)例化操作都單獨(dú)放到了一個(gè)工廠類(lèi)中。
當(dāng)我們需要實(shí)例化某個(gè)對(duì)象時(shí)，只需把我們的需求告訴簡(jiǎn)單工廠類(lèi)，然后由這個(gè)簡(jiǎn)單工廠類(lèi)根據(jù)我們的需求去創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的對(duì)象即可。適用于簡(jiǎn)單的業(yè)務(wù)場(chǎng)景。
優(yōu)點(diǎn)： 簡(jiǎn)單工廠模式可以根據(jù)需求，動(dòng)態(tài)生成使用者所需類(lèi)的對(duì)象，而使用者不用去知道怎么創(chuàng)建對(duì)象，使得各個(gè)模塊各司其職，降低了系統(tǒng)的耦合性。
缺點(diǎn)： 擴(kuò)展性差，違背了開(kāi)閉原則（開(kāi)閉原則指的是：軟件實(shí)現(xiàn)應(yīng)該對(duì)擴(kuò)展開(kāi)放，對(duì)修改關(guān)閉）。新增產(chǎn)品時(shí)，需要修改簡(jiǎn)單工廠類(lèi)的代碼。
實(shí)體角色：
- 產(chǎn)品的抽象類(lèi)
- 具體的產(chǎn)品子類(lèi)
- 簡(jiǎn)單工廠類(lèi)
import abc
# 產(chǎn)品的抽象類(lèi)
class Productor(metaclass=abc.ABCMeta):
? ? @abc.abstractmethod
? ? def product(self, car):
? ? ? ? pass
? ? ? ??
# 更具體的某個(gè)產(chǎn)品類(lèi)，是產(chǎn)品抽象類(lèi)的子類(lèi)
class Xiaomi(Productor):
? ? """
? ? 小米手機(jī)
? ? """
? ? def product(self, price):
? ? ? ? return f"制造一部小米手機(jī)，售價(jià){price}元"
? ? ? ??
? ? def __repr__(self):
? ? ? ? return f"Xiaomi，{id(self)}"?
? ??
# 更具體的某個(gè)產(chǎn)品類(lèi)，是產(chǎn)品抽象類(lèi)的子類(lèi)
class Huawei(Productor):
? ? """
? ? 華為手機(jī)
? ? """
? ? def product(self, price):
? ? ? ? return f"制造一部華為手機(jī)，售價(jià){price}元"
? ? ? ??
? ? def __repr__(self):
? ? ? ? return f"Huawei，{id(self)}"?
? ??
# 簡(jiǎn)單工廠類(lèi)
class PhoneBrandFactory:
? ? """
? ? 簡(jiǎn)單工廠
? ? """
? ? def create_productor(self, brand):
? ? ? ? if brand == "Xiaomi":
? ? ? ? ? ? return Xiaomi()
? ? ? ? if brand == "Huawei":
? ? ? ? ? ? return Huawei()
? ? ? ? else:
? ? ? ? ? ? raise TypeError(f"沒(méi)有名為{brand}的手機(jī)生產(chǎn)商。")
? ? ? ??
if __name__ == "__main__":
? ? # 通過(guò)簡(jiǎn)單工廠類(lèi)提供的接口函數(shù)來(lái)獲得某個(gè)具體的產(chǎn)品類(lèi)的對(duì)象
? ? Xiaomi = PhoneBrandFactory().create_productor("Xiaomi")
? ? Huawei = PhoneBrandFactory().create_productor("Huawei")
? ? print(Xiaomi)
? ? print(Huawei)
? ? print(Xiaomi.product(2999))
? ? print(Huawei.product(5999))
2、工廠方法模式
工廠方法模式，工廠類(lèi)派生了任意個(gè)子工廠類(lèi)，每個(gè)子工廠類(lèi)對(duì)應(yīng)一個(gè)具體的產(chǎn)品類(lèi)，則某個(gè)產(chǎn)品類(lèi)的對(duì)象的實(shí)例化就交由這個(gè)子工廠類(lèi)來(lái)完成。
工廠方法模式是簡(jiǎn)單工廠模式的改進(jìn)，當(dāng)我們需要擴(kuò)展一個(gè)新產(chǎn)品時(shí)，只需要擴(kuò)展一個(gè)新的子工廠類(lèi)即可，而不用去修改工廠類(lèi)原有的代碼，這樣就符合了開(kāi)閉原則。
優(yōu)點(diǎn)： 擴(kuò)展性好，符合了開(kāi)閉原則。新增一種產(chǎn)品時(shí)，只需增加改對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品類(lèi)和對(duì)應(yīng)的工廠子類(lèi)即可。同時(shí)，也使得每個(gè)產(chǎn)品類(lèi)和對(duì)應(yīng)的工廠子類(lèi)符合了單一職責(zé)原則，每個(gè)工廠只負(fù)責(zé)一種產(chǎn)品，而不是由一個(gè)工廠去生成所有商品。
缺點(diǎn)： 當(dāng)我們新增產(chǎn)品時(shí)，還需要提供對(duì)應(yīng)的工廠類(lèi)，系統(tǒng)中類(lèi)的個(gè)數(shù)將會(huì)成倍增加，相當(dāng)于增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。
實(shí)體角色：
- 產(chǎn)品的抽象類(lèi)
- 具體的產(chǎn)品子類(lèi)
- 工廠類(lèi)
- 具體的工廠子類(lèi)
import abc
# 產(chǎn)品的抽象類(lèi)
class Productor(metaclass=abc.ABCMeta):
? ? @abc.abstractmethod
? ? def product(self, car):
? ? ? ? pass
? ? ? ??
# 更具體的某個(gè)產(chǎn)品類(lèi)，是產(chǎn)品抽象類(lèi)的子類(lèi)
class Xiaomi(Productor):
? ? """
? ? 小米手機(jī)
? ? """
? ? def product(self, price):
? ? ? ? return f"制造一部小米手機(jī)，售價(jià){price}元"
? ? ? ??
? ? def __repr__(self):
? ? ? ? return f"Xiaomi，{id(self)}"?
? ??
# 更具體的某個(gè)產(chǎn)品類(lèi)，是產(chǎn)品抽象類(lèi)的子類(lèi)
class Huawei(Productor):
? ? """
? ? 華為手機(jī)
? ? """
? ? def product(self, price):
? ? ? ? return f"制造一部華為手機(jī)，售價(jià){price}元"
? ? ? ??
? ? def __repr__(self):
? ? ? ? return f"Huawei，{id(self)}"?
? ??
# 工廠類(lèi)
class PhoneBrandFactory(metaclass=abc.ABCMeta):
? ? """
? ? 抽象工廠
? ? """
? ? @abc.abstractmethod
? ? def create_productor(self, brand):
? ? ? ? pass
? ??
# 具體產(chǎn)品對(duì)應(yīng)的子工廠類(lèi)
class XiaomiFactory(PhoneBrandFactory):
? ? def create_productor(self):
? ? ? ? return Xiaomi()
? ??
# 具體產(chǎn)品對(duì)應(yīng)的子工廠類(lèi)
class HuaweiFactory(PhoneBrandFactory):
? ? def create_productor(self):
? ? ? ? return Huawei()
if __name__ == "__main__":
? ? # 由這個(gè)子工廠類(lèi)來(lái)完成對(duì)應(yīng)的某個(gè)產(chǎn)品類(lèi)的對(duì)象實(shí)例化
? ? Xiaomi = XiaomiFactory().create_productor()
? ? Huawei = HuaweiFactory().create_productor()
? ? print(Xiaomi)
? ? print(Huawei)
? ? print(Xiaomi.product(2999))
? ? print(Huawei.product(5999))3、抽象工廠模式
抽象工廠模式，又是工廠方法模式的改進(jìn)。工廠方法模式解決的是生產(chǎn)不同品牌的同一類(lèi)型的電腦，而抽象工廠模式解決的是生產(chǎn)不同品牌的多種類(lèi)型的電腦。
比如，工廠方法模式中的電腦工廠只能生產(chǎn)老式的臺(tái)式電腦，而如果現(xiàn)在需要生產(chǎn)臺(tái)式電腦，筆記本電腦，平板電腦等多個(gè)種類(lèi)的電腦的話，那么工廠方法模式就不太方便了。而抽象工廠模式可以解決電腦工廠生產(chǎn)多個(gè)種類(lèi)電腦的問(wèn)題，也就是解決一個(gè)工廠生產(chǎn)多種類(lèi)型的產(chǎn)品的問(wèn)題。
如果我們需要臺(tái)式電腦，又需要筆記本電腦，要多種產(chǎn)品時(shí)，工廠方法模式無(wú)法滿足我們的需求；而抽象方法模式，提前在抽象工廠中，定義好了可能需要的多種產(chǎn)品，比如：臺(tái)式電腦，筆記本電腦，平板電腦等，當(dāng)有需求的時(shí)候，我們只需要?jiǎng)?chuàng)建相關(guān)子類(lèi)和相關(guān)子工廠類(lèi)即可。
優(yōu)點(diǎn)： 抽象工廠類(lèi)創(chuàng)建了多個(gè)類(lèi)型的產(chǎn)品，當(dāng)有需求時(shí)，可以創(chuàng)建相關(guān)子產(chǎn)品類(lèi)和子工廠類(lèi)來(lái)獲取。也就是可以滿足生產(chǎn)不同品牌的不同類(lèi)型的電腦。
缺點(diǎn)： 擴(kuò)展新種類(lèi)產(chǎn)品時(shí)困難。抽象工廠模式需要我們?cè)诠S抽象類(lèi)中提前確定了可能需要的產(chǎn)品種類(lèi)，以滿足不同品牌的多種產(chǎn)品的需求。但是如果我們需要的產(chǎn)品種類(lèi)并沒(méi)有在工廠抽象類(lèi)中提前確定，那我們就需要去修改工廠抽象類(lèi)了，而一旦修改了工廠抽象類(lèi)，那么所有的工廠子類(lèi)也需要修改，這樣顯然擴(kuò)展不方便。
實(shí)體角色：
- 產(chǎn)品功能特性抽象類(lèi)
- 具體的產(chǎn)品功能特性子類(lèi)
- 產(chǎn)品的抽象類(lèi)
- 具體的產(chǎn)品子類(lèi)
- 抽象工廠類(lèi)
import abc
# 產(chǎn)品功能特性抽象類(lèi)
class PhoneShell(metaclass=abc.ABCMeta):
? ? @abc.abstractmethod
? ? def shell(self):
? ? ? ? pass
? ?
class Cpu(metaclass=abc.ABCMeta):
? ? @abc.abstractmethod
? ? def cpu(self):
? ? ? ? pass
? ? ?
class OS(metaclass=abc.ABCMeta):
? ? @abc.abstractmethod
? ? def system(self):
? ? ? ? pass
? ??
# 具體的產(chǎn)品功能特性類(lèi)
class SmallShell(PhoneShell):
? ? @property
? ? def shell(self):
? ? ? ? return "小屏幕"
class BigShell(PhoneShell):
? ? @property
? ? def shell(self):
? ? ? ? return "大屏幕"
? ??
class SnapDragonCpu(Cpu):
? ? @property
? ? def cpu(self):
? ? ? ? return "驍龍cpu"
? ? ? ??
class AppleCpu(Cpu):
? ? @property
? ? def cpu(self):
? ? ? ? return "蘋(píng)果cpu"
? ? ? ??
class Android(OS):
? ? @property
? ? def system(self):
? ? ? ? return "安卓系統(tǒng)" ? ?
? ??
class IOS(OS):
? ? @property
? ? def system(self):
? ? ? ? return "IOS系統(tǒng)"
? ??
# 產(chǎn)品的抽象類(lèi)
class ProductPhone:
? ??
? ? def __init__(self, factory):
? ? ? ? self.factory = factory()
? ? ? ??
? ? def product(self):
? ? ? ? self.shell = self.factory.product_shell()
? ? ? ? self.cpu = self.factory.product_cpu()
? ? ? ? self.OS = self.factory.product_system()
? ??
? ? def show_info(self):
? ? ? ? print(f"{self.factory}", f"配置信息：{self.shell.shell}, {self.cpu.cpu}, {self.OS.system}")
? ? ? ? ? ??
# 具體的產(chǎn)品子類(lèi)
class XiaomiFactory(PhoneFactory):
? ? def product_shell(self):
? ? ? ? return BigShell()
? ??
? ? def product_cpu(self):
? ? ? ? return SnapDragonCpu()
? ??
? ? def product_system(self):
? ? ? ? return Android()
? ??
? ? def __repr__(self):
? ? ? ? return "小米手機(jī)，售價(jià)2999！"
? ? ? ??
class IphoneFactory(PhoneFactory):
? ? def product_shell(self):
? ? ? ? return SmallShell()
? ??
? ? def product_cpu(self):
? ? ? ? return AppleCpu()
? ??
? ? def product_system(self):
? ? ? ? return IOS()
? ??
? ? def __repr__(self):
? ? ? ? return "蘋(píng)果手機(jī)，售價(jià)8999！"
? ??
# 抽象工廠類(lèi)
class PhoneFactory(metaclass=abc.ABCMeta):
? ? @abc.abstractmethod
? ? def product_shell(self):
? ? ? ? pass
? ??
? ? @abc.abstractmethod
? ? def product_cpu(self):
? ? ? ? pass
? ??
? ? @abc.abstractmethod
? ? def product_system(self):
? ? ? ? pass?
? ? ? ??
if __name__ == "__main__":
? ? xiaomi = ProductPhone(XiaomiFactory)
? ? xiaomi.product()
? ? xiaomi.show_info()
? ??
? ? iphone = ProductPhone(IphoneFactory)
? ? iphone.product()
? ? iphone.show_info()
到此這篇關(guān)于Python設(shè)計(jì)模式中的創(chuàng)建型工廠模式的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Python工廠模式內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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