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2.设计模式之三:工厂方法模式【创建型模式】

撸了今年阿里、腾讯和美团的面试,我有一个重要发现.......>>

在现实生活中社会分工越来越细,越来越专业化。各种产品有专门的工厂生产,彻底告别了自给自足的小农经济时代,这大大缩短了产品的生产周期,提高了生产效率。

同样,在软件开发中能否做到软件对象的生产和使用相分离呢?

定义与特点

工厂方法(FactoryMethod)模式的定义:定义一个创建产品对象的工厂接口,将产品对象的实际创建工作推迟到具体子工厂类当中。

这满足创建型模式中所要求的“创建与使用相分离”的特点。

我们把被创建的对象称为“产品”,把创建产品的对象称为“工厂”。

如果要创建的产品不多,只要一个工厂类就可以完成,这种模式叫“简单工厂模式”,它不属于 GoF 的 23 种经典设计模式,它的缺点是增加新产品时会违背“开闭原则”。

本节介绍的“工厂方法模式”是对简单工厂模式的进一步抽象化,其好处是可以使系统在不修改原来代码的情况下引进新的产品,即满足开闭原则。

工厂方法模式的主要优点有:

  • 用户只需要知道具体工厂的名称就可得到所要的产品,无须知道产品的具体创建过程;
  • 在系统增加新的产品时只需要添加具体产品类和对应的具体工厂类,无须对原工厂进行任何修改,满足开闭原则;

结构与实现

工厂方法模式由抽象工厂、具体工厂、抽象产品和具体产品4个要素构成。

模式的结构

工厂方法模式的主要角色如下。

  1. 抽象工厂(Abstract Factory):提供了创建产品的接口,调用者通过它访问具体工厂的工厂方法 newProduct() 来创建产品。
  2. 具体工厂(ConcreteFactory):主要是实现抽象工厂中的抽象方法,完成具体产品的创建。
  3. 抽象产品(Product):定义了产品的规范,描述了产品的主要特性和功能。
  4. 具体产品(ConcreteProduct):实现了抽象产品角色所定义的接口,由具体工厂来创建,它同具体工厂之间一一对应。

class AbstractFactory(object):
    '''抽象工厂接口'''
    def new_product(self):
        '''
        提供了创建产品的接口,调用者通过它访问具体工厂的工厂方法 newProduct() 来创建产品。
        :return: AbstractProduct
        '''
        pass

class ConcreteFactory1(AbstractFactory):
    def new_product(self):
        print("具体工厂1 --> 具体产品1")
        return ConcreteProduct1()

class ConcreteFactory2(AbstractFactory):
    def new_product(self):
        print("具体工厂2 --> 具体产品2")
        return ConcreteProduct2()

class AbstractProduct(object):
    '''抽象产品接口'''
    def show(self):
        '''
        定义了产品的规范,描述了产品的主要特性和功能。
        :return: void
        '''
        pass

class ConcreteProduct1(AbstractProduct):
    def show(self):
        print("具体产品1 被生产")

class ConcreteProduct2(AbstractProduct):
    def show(self):
        print("具体产品2 被生产")

if __name__ == '__main__':
    cf1 = ConcreteFactory1()
    cf2 = ConcreteFactory2()
    cp1 = cf1.new_product()
    cp2 = cf2.new_product()
    cp1.show()
    cp2.show()
具体工厂1 --> 具体产品1
具体工厂2 --> 具体产品2
具体产品1 被生产
具体产品2 被生产

应用场景

工厂方法模式通常适用于以下场景。

  • 客户只知道创建产品的工厂名,而不知道具体的产品名。如 TCL 电视工厂、海信电视工厂等。
  • 创建对象的任务由多个具体子工厂中的某一个完成,而抽象工厂只提供创建产品的接口。
  • 客户不关心创建产品的细节,只关心产品的品牌。

模式的扩展

当需要生成的产品不多且不会增加,一个具体工厂类就可以完成任务时,可删除抽象工厂类。这时工厂方法模式将退化到简单工厂模式,其结构图如图所示。

class Payment(object):
    '''抽象产品'''
    def pay(self):
        pass

class Alipay(Payment):
    def pay(self):
        print('Alipay paid the money!')

class WXpay(Payment):
    def pay(self):
        print("WXpay paid the money!")

class PayMethod(object):
    def create_payment(self, pay_method):
        if pay_method == 'alipay':
            return Alipay()

        if pay_method == 'wxpay':
            return WXpay()

if __name__ == '__main__':
    pm1 = PayMethod()
    alipay = pm1.create_payment('alipay')
    alipay.pay()
    wxpay = pm1.create_payment('wxpay')
    wxpay.pay()
Alipay paid the money!
WXpay paid the money!

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