工厂类模式

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### 工厂方法模式(Factory Method Pattern) **情景** 某家游戏店里售卖任天堂和索尼的产品,写成代码如下: ```python # 定义若干个商品类(Switch等),每调用一次create_good相当于返回一个商品 class Switch: def create_good(self): return "Switch游戏机" class Zelda: def create_good(self): return "塞尔达" class PS5: def create_good(self): return "PS5游戏机" class TLOU: def create_good(self): return "最后生还者" ``` 店里有一位叫小明的店员,他会询问顾客想要什么东西,并从货架上翻出来: ```python # 定义一个店员类,拥有一个搜索方法,并返回一个实例: class Clerk: def search(self, goodsCls): return goodsCls() ``` 今天小红来到店里,让小明给她拿一台 PS5,打算趁着假期玩一玩别人送的最后生还者: ```python xiaoming = Clerk() ps5 = xiaoming.search(PS5) print(ps5.create_good()) ``` 输出: ```output PS5游戏机 ``` 这就是最简单的工厂方法模式的流程。 **正文** 《设计模式》一书中,对工厂方法模式的描述是:**定义一个用于创建对象的接口,让子类决定实例化哪一个类**。怎么理解这段描述呢? 我们可以考虑将上面的例子套进去。例子中,店员类(Clerk)的`search()`方法即「创建对象的接口」,子类则是 Switch、PS5 等商品类,商品类中`create_good()`方法返回的字符串("PS5 游戏机"等)则作为「子类实例化的类」代替。 这时候聪明的同学要问了:我完全可以考虑跳过店员自己找到商品,为什么还要多此一举呢? 其实这是个设计模式的初学者都会有的疑问。因为在实际开发过程中,更多的情况不会像举例一样这么简单就能调用一个对象,而是:需要做一堆初始化工作、调取用户输入、获取一堆参数进行业务逻辑判断……等等,完成这些工作之后才能够创建并调用对象,但我们不希望这些东西暴露给客户端。就像平时买东西,只需要知道跟店员要这个东西,他就会拿出来,中间的生产、运输、仓储等等工作我们毫不关心。这就是工厂方法模式最大的意义,将创建对象的业务逻辑与调用剥离开,客户端只需要知道调用封装好的方法就能获取相应的对象,免去重写这部分代码的过程。 通常,我们将定义接口的类统称抽象工厂类,各个子类统称为具体工厂类,子类所实例化的类统称为产品类。 ### 抽象工厂模式(Abstract Factory Pattern) **情景** 将上述工厂方法模式的情景稍微做一下变更:游戏店里分为任天堂区和索尼区,每个区都卖游戏机和游戏: ```python class Switch: # __str__方法的返回值能够在print对象本身时,替代原本的打印值(即对象指向的内存地址 def __str__(self): return "Switch游戏机" # 同样改写其他三个产品 ··· class Nintendo: def create_console(self): return Switch() def create_game(self): return Zelda() class SONY: def create_console(self): return PS5() def create_game(self): return TLOU() ``` 同样提供小明,不过这次他只负责将你引导到专区: ```python class Clerk: def search(self, VendorCls): return VendorCls() ``` 小花是一名认真刻苦的学生,之前从未接触过游戏,最近在微博上被人种草了 Switch 游戏机,但她不知道任天堂有什么游戏,她咨询了店员来到了任天堂专区,发现了塞尔达传说: ```python xiaoming = Clerk() nintendo = xiaoming.search(Nintendo) zelda = nintendo.create_game() print(zelda) ``` 输出: ```output 塞尔达传说 ``` 这就是抽象工厂模式。 **正文** 抽象工厂模式提供了一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口,而无需指定它们具体的类。同样套用上面的例子: - Switch 类和 Zelda 类就是定义中「相互依赖的对象」(属于同等厂商的不同产品),称为一个**产品族**,同理 PS5 类和 TLOU 类也是一个产品族;而 Switch 类与 PS5 类、Zelda 类与 TLOU 类属于不同厂商的同等产品,称为一个**产品等级**; - Nintendo 类和 SONY 类则是定义中的「具体的类」,分别提供了`create_console()`方法和`create_game()`方法去返回对应产品族中同一产品等级结构的产品; - Clerk 类中的`search()`方法则是「接口」,它同样封装了一些业务逻辑,根据业务逻辑就能返回对应的具体的类。 实际上,抽象工厂模式与工厂方法模式非常相似,但其具体工厂类拥有多于一个返回实例的方法,而工厂方法模式只有一个。通常在项目开始时用工厂方法模式写了一套代码,之后随着项目的迭代,慢慢就会扩展成抽象工厂模式。

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