工厂类模式

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：

# 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：

# 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：

xiaoming = Clerk()
ps5 = xiaoming.search(PS5)
print(ps5.create_good())

输出：

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：

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：

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：

xiaoming = Clerk()
nintendo = xiaoming.search(Nintendo)
zelda = nintendo.create_game()
print(zelda)

输出：

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。