python工廠方法模式原理與實現

2022-02-16 13:00:35

一、簡介

工廠模式是屬於建立型模式，它提供了一種建立物件的最佳方式。

在工廠模式中，我們在建立物件的過程中不會向用戶端暴露實現邏輯，而是通過一個共同的介面類來指向新建立的物件。

二、工廠方法模式的主要角色

抽象工廠（Abstract Factory）：提供了建立產品的介面，呼叫者通過它存取具體工廠的工廠方法newProduct()來建立產品。
具體工廠（ConcreteFactory）：主要實現抽象工廠中的抽象方法，完成具體產品的建立。
抽象產品（Product）：定義了產品的規範，描述了產品的主要特性和功能。
具體產品（ConcreteProduct）：實現了抽象產品定義的介面，由具體工廠來建立，它同具體工廠之間一一對應。

三、簡單工廠模式

內容：不直接向用戶端暴露物件建立實現的細節，而是通過工廠類來負責建立產品類的範例。

具體程式碼（jiandan.py）：

from abc import ABCMeta, abstractmethod
 
class Payment(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def pay(self):
        pass
 
class WechatPay(Payment):
    def pay(self, money):
        print("微信支付%s" % money)
        return
 
class Alipay(Payment):
    def __init__(self, huabei=False):
        self.huabei = huabei
    def pay(self, money):
        if self.huabei:
            print("花唄支付%s" % money)
        else:
            print("支付寶餘額支付%s" % money)
 
class PaymentFactory:
    def create_pay(self, method):
        if method == "wechat":
            return WechatPay()
        elif method == "alipay":
            return Alipay()
        elif method == "huabei":
            return Alipay(huabei=True)
        else:
            raise TypeError("No such payment name %s" % method)
 
# client
pf = PaymentFactory()
p = pf.create_pay("huabei")
p.pay(100)

結果：

ABCMeta是python的一個元類，用於在Python程式中建立抽象基礎類別，抽象基礎類別中宣告的抽象方法，使用abstractmethod裝飾器裝飾。

簡單明瞭的說：建立一個公共的抽象類，然後建立多個支付的類繼承這個抽象類，各種支付類裡實現具體的支付方式，通過工廠類選擇支付方式，這樣客服端只實現支付方式，不需要知道具體的實現方法。

優點：

隱藏了物件建立的實現細節使用者端不需要修改程式碼

缺點：

違反了單一職責原則，將建立邏輯集中到一個工廠類裡當新增新產品時，需要修改工廠類程式碼，違反了開閉原則

四、工廠模式

內容：定義了一個用於建立物件的介面（工廠類），讓工廠子類決定範例化哪一個產品類。

具體程式碼（factory_method.py）：

from abc import ABCMeta, abstractmethod
 
class Payment(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def pay(self):
        pass
 
class WechatPay(Payment):
    def pay(self, money):
        print("微信支付%s" % money)
        return
 
class Alipay(Payment):
    def __init__(self, huabei=False):
        self.huabei = huabei
    def pay(self, money):
        if self.huabei:
            print("花唄支付%s" % money)
        else:
            print("支付寶餘額支付%s" % money)
 
class PaymentFactory(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def create_method(self):
        pass
 
class AlipayFactory(PaymentFactory):
    def create_method(self):
        return Alipay()
 
class WechatFactory(PaymentFactory):
    def create_method(self):
        return WechatPay()
 
class HuabeiFactory(PaymentFactory):
    def create_method(self):
        return Alipay(huabei=True)
 
pf = HuabeiFactory()
p = pf.create_method()
p.pay(100)

結果：

五、抽象工廠模式

內容：定義一個工廠類介面，讓工廠子類來建立一系列相關或者相互依賴的物件。

與工廠模式相比，抽象工廠模式中的每一個產品都生產一套產品。

具體程式碼（abstract_factory.py）：

from abc import ABCMeta, abstractmethod
"""
抽象產品
"""
 
class PhoneShell(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def show_shell(self):
        pass
 
class OS(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def show_os(self):
        pass
 
class CPU(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def show_cpu(self):
        pass
 
# 抽象工廠
class PhoneFactory(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def make_shell(self):
        pass
    @abstractmethod
    def make_cpu(self):
        pass
    @abstractmethod
    def make_os(self):
        pass
 
# 具體產品
class SmallShell(PhoneShell):
    def show_shell(self):
        print("普通手機殼小手機殼")
 
class BigShell(PhoneShell):
    def show_shell(self):
        print("普通手機殼大手機殼")
 
class AppleShell(PhoneShell):
    def show_shell(self):
        print("蘋果手機殼")
 
class SnapDragonCPU(CPU):
    def show_cpu(self):
        print("驍龍CPU")
 
class MediaTekCPU(CPU):
    def show_cpu(self):
        print("聯發科CPU")
 
class AppleCPU(CPU):
    def show_cpu(self):
        print("蘋果CPU")
 
class AppleOS(OS):
    def show_os(self):
        print("蘋果OS系統")
 
class AndroidOS(OS):
    def show_os(self):
        print("Android系統")
 
class IOS(OS):
    def show_os(self):
        print("IOS系統")
 
# 具體工廠
class MiFactory(PhoneFactory):
    def make_cpu(self):
        return SnapDragonCPU()
    def make_os(self):
        return AndroidOS()
    def make_shell(self):
        return BigShell()
 
class HuaweiFactory(PhoneFactory):
    def make_cpu(self):
        return MediaTekCPU()
    def make_os(self):
        return AndroidOS()
    def make_shell(self):
        return SmallShell()
 
class IPhoneFactory(PhoneFactory):
    def make_cpu(self):
        return AppleCPU()
    def make_os(self):
        return AppleOS()
    def make_shell(self):
        return AppleShell()
 
class Phone:
    def __init__(self, cpu, os, shell):
        self.cpu = cpu
        self.os = os
        self.shell = shell
    def show_info(self):
        print("手機資訊:")
        self.cpu.show_cpu()
        self.os.show_os()
        self.shell.show_shell()
 
def make_phone(factory):
    cpu = factory.make_cpu()
    os = factory.make_os()
    shell = factory.make_shell()
    return Phone(cpu, os, shell)
 
p1 = make_phone(MiFactory())
p1.show_info()

結果：