Python設(shè)計模式中的創(chuàng)建型工廠模式
一、工廠模式（Factory Pattern）
工廠模式（Factory Pattern），提供了一種實例化（創(chuàng)建）對象的最佳方式。
在工廠模式中，首先定義了一個抽象的工廠類（class Factory），并且在該工廠類中定義了提供了一個通用的、用于實例化對象的 Interface（接口）函數(shù)。然后當(dāng) Client 想要實例化某個具體的類的對象時，只需要將需求告訴工廠類即可，由工廠類按需求去完成對象的實例化并返回。而 Client 作為調(diào)用者，則無需知道對象實例化的任何細節(jié)，這意味著任意的 Client 都無需要考慮根據(jù)對象的實例化細節(jié)來調(diào)整自身的代碼。
例如：當(dāng)我們需要購買一批電腦，只要把我們的需求告訴電腦工廠，電腦工廠就會幫我們把這批電腦做好，而不用我們自己去做這個電腦的，也不用我們自己去知道這個電腦是怎么做出來的，這就是工廠模式。
工廠模式帶來的好處就是幫助我們把對象的實例化部分抽取了出來，目的是降低系統(tǒng)中代碼耦合度，并且增強了系統(tǒng)的擴展性。是一種解耦思想的實踐。
二、應(yīng)用場景
- Multi-Drivers（多驅(qū)動架構(gòu)）
三、編碼示例
1、簡單工廠模式
簡單工廠模式，只是做了一層簡單的封裝，將不同對象的實例化操作都單獨放到了一個工廠類中。
當(dāng)我們需要實例化某個對象時，只需把我們的需求告訴簡單工廠類，然后由這個簡單工廠類根據(jù)我們的需求去創(chuàng)建對應(yīng)的對象即可。適用于簡單的業(yè)務(wù)場景。
優(yōu)點： 簡單工廠模式可以根據(jù)需求，動態(tài)生成使用者所需類的對象，而使用者不用去知道怎么創(chuàng)建對象，使得各個模塊各司其職，降低了系統(tǒng)的耦合性。
缺點： 擴展性差，違背了開閉原則（開閉原則指的是：軟件實現(xiàn)應(yīng)該對擴展開放，對修改關(guān)閉）。新增產(chǎn)品時，需要修改簡單工廠類的代碼。
實體角色：
- 產(chǎn)品的抽象類
- 具體的產(chǎn)品子類
- 簡單工廠類
import abc
# 產(chǎn)品的抽象類
class Productor(metaclass=abc.ABCMeta):
? ? @abc.abstractmethod
? ? def product(self, car):
? ? ? ? pass
? ? ? ??
# 更具體的某個產(chǎn)品類，是產(chǎn)品抽象類的子類
class Xiaomi(Productor):
? ? """
? ? 小米手機
? ? """
? ? def product(self, price):
? ? ? ? return f"制造一部小米手機，售價{price}元"
? ? ? ??
? ? def __repr__(self):
? ? ? ? return f"Xiaomi，{id(self)}"?
? ??
# 更具體的某個產(chǎn)品類，是產(chǎn)品抽象類的子類
class Huawei(Productor):
? ? """
? ? 華為手機
? ? """
? ? def product(self, price):
? ? ? ? return f"制造一部華為手機，售價{price}元"
? ? ? ??
? ? def __repr__(self):
? ? ? ? return f"Huawei，{id(self)}"?
? ??
# 簡單工廠類
class PhoneBrandFactory:
? ? """
? ? 簡單工廠
? ? """
? ? def create_productor(self, brand):
? ? ? ? if brand == "Xiaomi":
? ? ? ? ? ? return Xiaomi()
? ? ? ? if brand == "Huawei":
? ? ? ? ? ? return Huawei()
? ? ? ? else:
? ? ? ? ? ? raise TypeError(f"沒有名為{brand}的手機生產(chǎn)商。")
? ? ? ??
if __name__ == "__main__":
? ? # 通過簡單工廠類提供的接口函數(shù)來獲得某個具體的產(chǎn)品類的對象
? ? 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，工廠類派生了任意個子工廠類，每個子工廠類對應(yīng)一個具體的產(chǎn)品類，則某個產(chǎn)品類的對象的實例化就交由這個子工廠類來完成。
工廠方法模式是簡單工廠模式的改進，當(dāng)我們需要擴展一個新產(chǎn)品時，只需要擴展一個新的子工廠類即可，而不用去修改工廠類原有的代碼，這樣就符合了開閉原則。
優(yōu)點： 擴展性好，符合了開閉原則。新增一種產(chǎn)品時，只需增加改對應(yīng)的產(chǎn)品類和對應(yīng)的工廠子類即可。同時，也使得每個產(chǎn)品類和對應(yīng)的工廠子類符合了單一職責(zé)原則，每個工廠只負責(zé)一種產(chǎn)品，而不是由一個工廠去生成所有商品。
缺點： 當(dāng)我們新增產(chǎn)品時，還需要提供對應(yīng)的工廠類，系統(tǒng)中類的個數(shù)將會成倍增加，相當(dāng)于增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。
實體角色：
- 產(chǎn)品的抽象類
- 具體的產(chǎn)品子類
- 工廠類
- 具體的工廠子類
import abc
# 產(chǎn)品的抽象類
class Productor(metaclass=abc.ABCMeta):
? ? @abc.abstractmethod
? ? def product(self, car):
? ? ? ? pass
? ? ? ??
# 更具體的某個產(chǎn)品類，是產(chǎn)品抽象類的子類
class Xiaomi(Productor):
? ? """
? ? 小米手機
? ? """
? ? def product(self, price):
? ? ? ? return f"制造一部小米手機，售價{price}元"
? ? ? ??
? ? def __repr__(self):
? ? ? ? return f"Xiaomi，{id(self)}"?
? ??
# 更具體的某個產(chǎn)品類，是產(chǎn)品抽象類的子類
class Huawei(Productor):
? ? """
? ? 華為手機
? ? """
? ? def product(self, price):
? ? ? ? return f"制造一部華為手機，售價{price}元"
? ? ? ??
? ? def __repr__(self):
? ? ? ? return f"Huawei，{id(self)}"?
? ??
# 工廠類
class PhoneBrandFactory(metaclass=abc.ABCMeta):
? ? """
? ? 抽象工廠
? ? """
? ? @abc.abstractmethod
? ? def create_productor(self, brand):
? ? ? ? pass
? ??
# 具體產(chǎn)品對應(yīng)的子工廠類
class XiaomiFactory(PhoneBrandFactory):
? ? def create_productor(self):
? ? ? ? return Xiaomi()
? ??
# 具體產(chǎn)品對應(yīng)的子工廠類
class HuaweiFactory(PhoneBrandFactory):
? ? def create_productor(self):
? ? ? ? return Huawei()
if __name__ == "__main__":
? ? # 由這個子工廠類來完成對應(yīng)的某個產(chǎn)品類的對象實例化
? ? 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。工廠方法模式解決的是生產(chǎn)不同品牌的同一類型的電腦，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)老式的臺式電腦，而如果現(xiàn)在需要生產(chǎn)臺式電腦，筆記本電腦，平板電腦等多個種類的電腦的話，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)多個種類電腦的問題，也就是解決一個工廠生產(chǎn)多種類型的產(chǎn)品的問題。
如果我們需要臺式電腦，又需要筆記本電腦，要多種產(chǎn)品時，工廠方法模式無法滿足我們的需求；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：臺式電腦，筆記本電腦，平板電腦等，當(dāng)有需求的時候，我們只需要創(chuàng)建相關(guān)子類和相關(guān)子工廠類即可。
優(yōu)點： 抽象工廠類創(chuàng)建了多個類型的產(chǎn)品，當(dāng)有需求時，可以創(chuàng)建相關(guān)子產(chǎn)品類和子工廠類來獲取。也就是可以滿足生產(chǎn)不同品牌的不同類型的電腦。
缺點： 擴展新種類產(chǎn)品時困難。抽象工廠模式需要我們在工廠抽象類中提前確定了可能需要的產(chǎn)品種類，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)品種類并沒有在工廠抽象類中提前確定，那我們就需要去修改工廠抽象類了，而一旦修改了工廠抽象類，那么所有的工廠子類也需要修改，這樣顯然擴展不方便。
實體角色：
- 產(chǎn)品功能特性抽象類
- 具體的產(chǎn)品功能特性子類
- 產(chǎn)品的抽象類
- 具體的產(chǎn)品子類
- 抽象工廠類
import abc
# 產(chǎn)品功能特性抽象類
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
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
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
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，售價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 "蘋果手機，售價8999！"
? ??
# 抽象工廠類
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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