工廠方法（Factory Method）模式又稱為虛擬構(gòu)造器（Virtual Constructor）模式或者多態(tài)工廠（Polymorphic Factory）模式，屬于類的創(chuàng)建型模式。在工廠方法模式中，父類負(fù)責(zé)定義創(chuàng)建對(duì)象的公共接口，而子類則負(fù)責(zé)生成具體的對(duì)象，這樣做的目的是將類的實(shí)例化操作延遲到子類中完成，即由子類來(lái)決定究竟應(yīng)該實(shí)體化哪一個(gè)類。
在簡(jiǎn)單工廠模式中，一個(gè)工廠類處于對(duì)產(chǎn)品類進(jìn)行實(shí)例化的中心位置上，它知道每一個(gè)產(chǎn)品類的細(xì)節(jié)，并決定何時(shí)哪一個(gè)產(chǎn)品類應(yīng)當(dāng)被實(shí)例化。簡(jiǎn)單工廠模式的優(yōu)點(diǎn)是能夠使客戶端獨(dú)立于產(chǎn)品的創(chuàng)建過(guò)程，并且在系統(tǒng)中引入新產(chǎn)品時(shí)無(wú)需對(duì)客戶端進(jìn)行修改，缺點(diǎn)是當(dāng)有新產(chǎn)品要加入到系統(tǒng)中時(shí)，必須對(duì)工廠類進(jìn)行修改，以加入必要的處理邏輯。簡(jiǎn)單工廠模式的致命弱點(diǎn)就是處于核心地位的工廠類，因?yàn)橐坏┧鼰o(wú)法確定要對(duì)哪個(gè)類進(jìn)行實(shí)例化時(shí)，就無(wú)法使用該模式，而工廠方法模式則可以很好地避免這一問(wèn)題。
考慮這樣一個(gè)應(yīng)用程序框架（Framework），它可以用來(lái)瀏覽各種格式的文檔，如TXT、DOC、PDF、HTML等，設(shè)計(jì)時(shí)為了讓軟件的體系結(jié)構(gòu)能夠盡可能地通用，定義了Application和Document這兩個(gè)抽象父類，客戶必須通過(guò)它們的子類來(lái)處理某一具體類型的文檔。例如，要想利用該框架來(lái)編寫(xiě)一個(gè)PDF文件瀏覽器，必須先定義PDFApplication和PDFDocument這兩個(gè)類，它們應(yīng)該分別繼承于Application和Document。
Application的職責(zé)是對(duì)Document進(jìn)行管理，并且在需要時(shí)創(chuàng)建它們，比如當(dāng)用戶從菜單中選擇Open或者New的時(shí)候，Application就要負(fù)責(zé)創(chuàng)建一個(gè)Document的實(shí)例。顯而易見(jiàn)，被實(shí)例化的特定Document子類是與具體應(yīng)用相關(guān)的，因此Application無(wú)法預(yù)測(cè)哪個(gè)Document的子類將被實(shí)例化，它只知道一個(gè)新的Document何時(shí)（When）被創(chuàng)建，但并不知道哪種（Which）具體的Document將被創(chuàng)建。此時(shí)若仍堅(jiān)持使用簡(jiǎn)單工廠模式會(huì)出現(xiàn)一個(gè)非常尷尬的局面：框架必須實(shí)例化類，但它只知道不能被實(shí)例化的抽象類。
解決的辦法是使用工廠方法模式，它封裝了哪一個(gè)Document子類將被創(chuàng)建的信息，并且能夠?qū)⑦@些信息從框架中分離出來(lái)。如圖1所示，Application的子類重新定義了Application的抽象方法createDocument()，并返回某個(gè)恰當(dāng)?shù)腄ocument子類的實(shí)例。我們稱createDocument()是一個(gè)工廠方法（factory method），因?yàn)樗浅Ｐ蜗蟮孛枋隽祟惖膶?shí)例化過(guò)程，即負(fù)責(zé)"生產(chǎn)"一個(gè)對(duì)象。

簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)，工廠方法模式的作用就是可以根據(jù)不同的條件生成各種類的實(shí)例，這些實(shí)例通常屬于多個(gè)相似的類型，并且具有共同的父類。工廠方法模式將這些實(shí)例的創(chuàng)建過(guò)程封裝了起來(lái)，從而簡(jiǎn)化了客戶程序的編寫(xiě)，并改善了軟件體系結(jié)構(gòu)的可擴(kuò)展性，使得將來(lái)能夠以最小的代價(jià)加入新的子類。工廠方法這一模式適合在如下場(chǎng)合中運(yùn)用：
當(dāng)無(wú)法得知必須創(chuàng)建的對(duì)象屬于哪個(gè)類的時(shí)候，或者無(wú)法得知屬于哪個(gè)類的對(duì)象將被返回的時(shí)候，但前提是這些對(duì)象都符合一定的接口標(biāo)準(zhǔn)。
當(dāng)一個(gè)類希望由它的子類來(lái)決定所創(chuàng)建的對(duì)象的時(shí)候，其目的是使程序的可擴(kuò)展性更好，在加入其他類時(shí)更具彈性。
當(dāng)創(chuàng)建對(duì)象的職責(zé)被委托給多個(gè)幫助子類（helper subclass）中的某一個(gè)，并且希望將哪個(gè)子類是代理者這一信息局部化的時(shí)候。
需要說(shuō)明的是，使用工廠方法模式創(chuàng)建對(duì)象并不意味著一定會(huì)讓代碼變得更短（實(shí)事上往往更長(zhǎng)），并且可能需要設(shè)計(jì)更多的輔助類，但它的確可以靈活地、有彈性地創(chuàng)建尚未確定的對(duì)象，從而簡(jiǎn)化了客戶端應(yīng)用程序的邏輯結(jié)構(gòu)，并提高了代碼的可讀性和可重用性。

拿一個(gè)動(dòng)物工廠來(lái)舉例說(shuō)明

class Animal(object):
  def eat(self, food):
    raise NotImplementedError()

class Dog(Animal):
  def eat(self, food):
    print '狗吃', food

class Cat(Animal):
  def eat(self, food):
    print '貓吃', food

class AnimalFactory(object):
  def create_animal(self):
    raise NotImplementedError()

class DogFactory(Animal):
  def create_animal(self):
    return Dog()

class CatFactory(AnimalFactory):
  def create_animal(self):
    return Cat()

def client():
  animal_factory = DogFactory()
  animal = animal_factory.create_animal()
  animal.eat('肉骨頭')

  animal_factory = CatFactory()
  animal = animal_factory.create_animal()
  animal.eat('魚(yú)骨頭')

下面是簡(jiǎn)單工廠模式的實(shí)現(xiàn)：

class Animal(object):
  def eat(self, food):
    raise NotImplementedError()

class Dog(Animal):
  def eat(self, food):
    print '狗吃', food

class Cat(Animal):
  def eat(self, food):
    print '貓吃', food

def create_animal(name):
  if name == 'dog':
    return Dog()
  elif name == 'cat':
    return Cat()

def client():
  animal = create_animal('dog')
  animal.eat('肉骨頭')
  animal = create_animal('cat')
  animal.eat('魚(yú)骨頭')

看起來(lái)工廠方法模式要復(fù)雜很多啊，也沒(méi)覺(jué)得比簡(jiǎn)單工廠模式有什么好處，為什么還要用工廠方法模式呢？ 簡(jiǎn)單工廠模式的優(yōu)點(diǎn)很明顯，工廠函數(shù)封裝了邏輯判斷，客戶端使用負(fù)擔(dān)要小很多。相應(yīng)的問(wèn)題也很明顯，要增加新的產(chǎn)品類型，就需要修改工廠函數(shù)，這違背了開(kāi)閉原則。 但是工廠方法模式似乎繞了一圈又回到原始時(shí)代了，下面寫(xiě)不就行了嗎，何必外面套一層Factory：

class Animal(object):
  def eat(self, food):
    raise NotImplementedError()

class Dog(Animal):
  def eat(self, food):
    print '狗吃', food

class Cat(Animal):
  def eat(self, food):
    print '貓吃', food
def client():
  dog = Dog()
  dog.eat('肉骨頭')

  cat = Cat()
  cat.eat('魚(yú)骨頭')

工廠方法模式，對(duì)于需要做強(qiáng)類型檢查的語(yǔ)言比如Java、C++等在組織代碼時(shí)是有好處的。對(duì)于Python這種動(dòng)態(tài)語(yǔ)言來(lái)說(shuō)，感覺(jué)體現(xiàn)不出太多價(jià)值，或許我還沒(méi)有理解工廠方法模式的真諦。

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