python 设计模式（三） 工厂模式

工厂模式是创建型设计模式的一种。核心的思想是，通过传递给类或函数某种产品的信息来创建产品并返回。当我们想得到产品a对象，只需把产品a的名字传递给工厂函数就能得到产品a对象。

1 简单工厂方法模式

简单工厂模式，是最简单的工厂方法模式，其由两部分组成，一是：工厂函数或工厂类，二是：产品类（可以是多个产品类A,B,C.........）。

代码如下：

class A(object):
    def __init__(self, product_type):
        self.product_type = product_type

    def __str__(self):
        return 'product %s' % self.product_type


class B(object):
    def __init__(self, product_type):
        self.product_type = product_type

    def __str__(self):
        return 'product %s' % self.product_type


class Factory(object):
    @staticmethod
    def yield_product(product_type):
        if product_type == 'A':
            return A(product_type)
        if product_type == 'B':
            return B(product_type)

if __name__ == '__main__':
    a = Factory.yield_product('A')
    b = Factory.yield_product('B')
    print(a)
    print(b)

结果如下

product A
product B

上面代码中，实现了两个产品类A,B，一个工厂类Factory，工厂类中实现了一个静态方法，其实，可以用一个工厂函数来代替这个工厂类。静态方法可以通过类名进行调用，而不需把类实例化

2 工厂方法模式

简单工厂模式存在一个问题，当要增加产品时，需要修改工厂类或者工厂方法，这违背了扩展开放，修改封闭的原则，因此是不可取的。工厂方法模式能够实现最小化地修改工厂类或工厂函数。

具体实现：对每一个产品类再进行一次封装，封装成只生产特定产品的工厂类。

代码如下：

import abc


class A(object):
    def __init__(self, product_type):
        self.product_type = product_type

    def __str__(self):
        return 'product %s' % self.product_type


class B(object):
    def __init__(self, product_type):
        self.product_type = product_type

    def __str__(self):
        return 'product %s' % self.product_type


class Abstract_factory(object):
    __metaclass__ = abc.ABCMeta

    @abc.abstractmethod
    def yield_product(self):
        pass


class Factory_a(Abstract_factory):

    def yield_product(self):
        return A('A')


class Factory_b(Abstract_factory):

    def yield_product(self):
        return B('B')


def factory(product_type):
    if product_type == 'A':
        return Factory_a()
    if product_type == 'B':
        return Factory_b()

if __name__ == '__main__':
    factory_a = factory('A')
    a = factory_a.yield_product()
    factory_b = factory('B')
    b = factory_b.yield_product()
    print(a)
    print(b)

结果如下

product A
product B

上述代码，Factory_a,Factory_b是对类A,B的封装，一个工厂只负责创建一个产品遵从了单一职责原则，有利于代码的扩展和维护。

3 抽象工厂模式

对于复杂的问题，工厂方法模式会实现很多工厂类，不利于代码维护，因此要用到抽象工厂模式

代码如下

import abc


class A(object):
    def __init__(self, product_type):
        self.product_type = product_type

    def __str__(self):
        return 'product %s' % self.product_type


class B(object):
    def __init__(self, product_type):
        self.product_type = product_type

    def __str__(self):
        return 'product %s' % self.product_type


class Abstract_factory(object):
    __metaclass__ = abc.ABCMeta

    @abc.abstractmethod
    def yield_product_a(self):
        pass
    def yield_product_b(self):
        pass


class Factory_1(Abstract_factory):

    def yield_product_a(self):
        return A('A')

    def yield_product_b(self):
        return B('B')


class Factory_2(Abstract_factory):
    def yield_product_a(self):
        return A('A')

    def yield_product_b(self):
        return B('B')


def factory(product_type):
    if product_type == '1':
        return Factory_1()


if __name__ == '__main__':
    factory_1 = factory('1')
    a = factory_1.yield_product_a()
    b = factory_1.yield_product_b()
    print(a)
    print(b)

product A
product B

上述代码，Abstract_factory类实现了两个抽象方法，生产产品a和生产产品b。工厂1负责这两个产品的生产，之所以把两个产品放在同一个工厂中，是因为有些复杂的职责是由两个产品来完成的。

什么时候使用抽象工厂呢，通常刚开始使用工厂方法模式，当发现应用需要很多工厂方法时，可以将创建一系列对象的过程合并到一起，从而引入抽象工厂模式