创建型设计模式-工厂模式（Factory Pattern）- python实现

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工厂模式（Factory Pattern）是软件设计中常用的一种创建型设计模式，它的主要目的是用于创建对象，同时隐藏创建逻辑，而不是通过直接使用new运算符实例化对象，这样可以提高程序的灵活性。

工厂模式的核心组成

抽象产品（Product）：定义了产品的接口，描述了所有实例化对象的共同操作。

具体产品（Concrete Product）：实现了抽象产品接口的具体类。

抽象工厂（Factory）：提供了一个用于创建产品的接口，它通常包含一个工厂方法，此方法返回一个产品类型的实例。

具体工厂（Concrete Factory）：实现了抽象工厂的工厂方法，决定了具体创建哪一个产品类。

工厂模式的分类

• 简单工厂模式：一个工厂类负责创建所有类型的产品，客户端通过参数来决定创建哪种产品。
• 工厂方法模式：定义了一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类。
• 抽象工厂模式：提供一个接口，用于创建相关或依赖对象的家族，而不需要明确指定具体类。
  具体参考：抽象工厂模式-python实现

工厂模式的用途

• 当一个类不知道它必须创建哪些具体的对象时。
• 当一个类希望由其子类来指定创建的对象时。
• 当类将创建的对象集合起来，以实现特定的工厂方法时。

工厂模式的优点

• 解耦：减少了客户代码和具体产品类之间的直接依赖关系。
• 扩展性：新增产品类时，不需要修改已有系统代码。
• 维护性：集中创建逻辑，易于维护。

Python中的工厂模式示例

以下是一个工厂方法模式的Python示例：

from abc import ABC, abstractmethodclass Creator(ABC):@abstractmethoddef factory_method(self):"""定义了一个工厂方法的接口。该方法是一个抽象方法，旨在被子类实现。子类应该根据自己的需求覆盖这个方法，提供具体的对象创建逻辑。工厂方法的设计模式允许子类决定实例化哪一个类，从而使系统更具可扩展性和灵活性。返回:无具体返回值，但子类实现时应该返回一个对象，该对象的类型是根据子类的实现决定的。"""passdef some_operation(self):"""执行特定操作，该操作涉及到使用工厂方法创建的产品。本方法展示了一个典型的使用工厂方法模式的场景，其中创建了一个产品对象，并使用该对象执行了一些操作。返回的结果字符串中包含了产品执行操作后的信息，强调了同一创建者创建的产品可以无缝协作。返回:一个字符串，包含了操作的结果和产品信息。"""# 使用工厂方法获取产品实例product = self.factory_method()# 构造操作结果的字符串，强调了产品之间的协作关系result = f"Creator: The same creator's code has just worked with {product.operation()}"return resultclass ConcreteCreator1(Creator):"""具体创建者1类，继承自Creator类。它实现了Creator类中的工厂方法，返回一个具体的产品1。"""def factory_method(self):"""生产具体产品1。返回:ConcreteProduct1: 具体产品1的实例。"""return ConcreteProduct1()class ConcreteCreator2(Creator):"""具体创建者2类，继承自Creator类。它实现了Creator类中的工厂方法，返回一个具体的产品2。"""def factory_method(self):"""生产具体产品2。返回:ConcreteProduct2: 具体产品2的实例。"""return ConcreteProduct2()class Product(ABC):"""产品类的抽象基类。该类为所有具体产品类的父类，定义了产品类必须实现的操作。"""@abstractmethoddef operation(self):"""抽象方法，具体产品类必须实现该方法。该方法定义了产品类的共同行为，每个具体产品类都需要根据自己的特点实现该方法。"""passclass ConcreteProduct1(Product):"""具体产品1类，实现了产品接口。这个类代表了产品的一种具体实现，ConcreteProduct1提供了特定的operation方法实现。"""def operation(self):"""执行具体操作。"""return "{Result of ConcreteProduct1}"class ConcreteProduct2(Product):"""具体产品2类，实现了产品接口。这个类代表了产品的一种具体实现，ConcreteProduct2提供了另一种特定的operation方法实现。"""def operation(self):"""执行具体操作。"""return "{Result of ConcreteProduct2}"if __name__ == "__main__":# 创建具体创建者1creator1 = ConcreteCreator1()# 使用创建者1创建产品result1 = creator1.some_operation()print(result1)# 创建具体创建者2creator2 = ConcreteCreator2()# 使用创建者2创建产品result2 = creator2.some_operation()print(result2)