工厂方法模式（python）

一、模式定义

1.工厂方法模式(Factory Method Pattern)简称工厂模式，也叫虚拟构造器(Virtual Constructor)模式或者多态工厂(Polymorphic Factory)模式，它属于类创建型模式。

2.在工厂方法模式中，工厂父类负责定义创建产品对象的公共接口，而工厂子类则负责生成具体的产品对象，这样做的目的是将产品类的实例化操作延迟到工厂子类中完成，即通过工厂子类来确定究竟应该实例化哪一个具体产品类。

二、模式结构

工厂方法模式包含如下角色：
1. Product(抽象产品)
抽象产品是定义产品的接口，是工厂方法模式所创建对象的超类型，也就是产品对象的共同父类或接口。

2.ConcreteProduct(具体产品)
具体产品实现了抽象产品接口，某种类型的具体产品由专门的具体工厂创建，它们之间一一对应。

3. Factory(抽象工厂)
在抽象工厂类中，声明了工厂方法(Factory Method)，用于返回一个产品。抽象工厂是工厂方法模式的核心，它与应用程序无关。任何在模式中创建对象的工厂类都必须实现该接口。

4.ConcreteFactory(具体工厂)
具体工厂是抽象工厂类的子类，实现了抽象工厂中定义的工厂方法，并可由客户调用，返回一个具体产品类的实例。在具体工厂类中包含与应用程序密切相关的逻辑，并且接受应用程序调用以创建产品对象。

 三、例子

1.Product

# @Time    : 2022/11/28 22:33
# @Author  : ZQH
# @FileName: Product.py
# @Software: PyCharm

from abc import ABCMeta, abstractmethod
class Payment(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def pay(self,money):
        pass

2.ConcreteProduct

# @Time    : 2022/11/28 22:33
# @Author  : ZQH
# @FileName: ConcreteProduct.py
# @Software: PyCharm

from Product import Payment

class AliPay(Payment):
    def __init__(self,use_huabei = False):
        self.use_huabei = use_huabei

    def pay(self,money):
        if self.use_huabei:
            print(f'花呗支付{money}元')
        else:
            print(f'支付宝余额支付{money}元')

class WechatPay(Payment):
    def pay(self,money):
        print(f'微信支付{money}元')

3.Factory

# @Time    : 2022/11/28 22:31
# @Author  : ZQH
# @FileName: Factory.py
# @Software: PyCharm


from abc import ABCMeta, abstractmethod
class PaymentFactory(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def create_payment(self):
        pass

4.ConcreteFactory

# @Time    : 2022/11/28 22:32
# @Author  : ZQH
# @FileName: ConcreteFactory.py
# @Software: PyCharm

from Factory import PaymentFactory
from ConcreteProduct import *


class WechatPayFactory(PaymentFactory):
    def create_payment(self):
        return WechatPay()


class AliPayFactory(PaymentFactory):
    def create_payment(self):
        return AliPay()


class HuabeiPayFactory(PaymentFactory):
    def create_payment(self):
        return AliPay(True)

5、Client

from ConcreteFactory import *

if __name__ == '__main__':

    # 微信支付
    pf1 = WechatPayFactory()
    p1 = pf1.create_payment()
    p1.pay(100)

    # 支付宝余额支付
    pf2 = AliPayFactory()
    p2 = pf2.create_payment()
    p2.pay(150)

    #花呗支付
    pf3  = HuabeiPayFactory()
    p2 = pf3.create_payment()
    p2.pay(1000)

四、优缺点

1.工厂方法模式的优点
(1) 在工厂方法模式中，工厂方法用来创建客户所需要的产品，同时还向客户隐藏了哪种具体产品类将被实例化这一细节，用户只需要关心所需产品对应的工厂，无须关心创建细节，甚至无须知道具体产品类的类名。
(2) 基于工厂角色和产品角色的多态性设计是工厂方法模式的关键。它能够使工厂可以自主确定创建何种产品对象，而如何创建这个对象的细节则完全封装在具体工厂内部。工厂方法模式之所以又被称为多态工厂模式，是因为所有的具体工厂类都具有同一抽象父类。
(3) 使用工厂方法模式的另一个优点是在系统中加入新产品时，无须修改抽象工厂和抽象产品提供的接口，无须修改客户端，也无须修改其他的具体工厂和具体产品，而只要添加一个具体工厂和具体产品就可以了。这样，系统的可扩展性也就变得非常好，完全符合“开闭原则”。

2.工厂方法模式的缺点
(1)在添加新产品时，需要编写新的具体产品类，而且还要提供与之对应的具体工厂类，系统中类的个数将成对增加，在一定程度上增加了系统的复杂度，有更多的类需要编译和运行，会给系统带来一些额外的开销。
(2)由于考虑到系统的可扩展性，需要引入抽象层，在客户端代码中均使用抽象层进行定义，增加了系统的抽象性和理解难度，且在实现时可能需要用到DOM、反射等技术，增加了系统的实现难度。