【编程学习】工厂模式-打造代码的优雅之道

6Young2023-12-302024-09-24

工厂模式

常规的对象创建模式为直接用类来创建一个对象，但是这样创建对象和使用对象的职责耦合在一起，会出现耦合太强，导致后续会影响程序的拓展。

而当你的代码出现一下的一些情况，就十分适合运用工厂模式解决问题：

两个类A和B之间的关系应该仅仅是A创建B或是A使用B，而不能两种关系都有
将对象的创建和使用分离，也使得系统更加符合“单一职责原则”，有利于对功能的复用和系统的维护
防止用来实例化一个类的数据和代码在多个类中到处都是
一些类实例的构建过程可能十分复杂，需要进行封装
为类实例的构建提供更好的多态支持（不确定具体对象）

具体工厂模式的好处有以下几点：

模块间解耦、降低代码重复
减少使用者因为创建逻辑导致的错误。
一个调用者想创建一个对象，只要知道其名称就可以了。屏蔽产品的具体实现，调用者只关心产品的接口。
扩展性高，如果想增加一个产品，只要扩展一个工厂类就可以。

但是也有一定的缺点：

每次增加一个产品时，都需要增加一个具体类和对象实现工厂，使得系统中类的个数成倍增加，在一定程度上增加了系统的复杂度，同时也增加了系统具体类的依赖。这并不是什么好事。

实践

首先我们想要去构建一些水果类，有苹果、橘子等水果。首先，为了有一个优秀的代码编写风格，我们先构建一个抽象水果类Fruit（虽然没啥用）。

具体的Apple和Orange，他们分别可以做苹果派和橘子汁：

class Fruit:
	pass

class Apple(Fruit):
	def pie(self):
		print("making apple pie")

class Orange(Fruit):
	def juice(self):
		print("making orange juice")

简单工厂

我们可以之间简单创建一个水果工厂FruitFactory，在工厂中我们根据用户传入的参数选择合适的水果进行实例化。

class FruitFactory:
	def generate_fruit(self,type):
		if type=='a':
			return Apple() 
		elif type=='o':
			return Orange() 
		else:
			return None

但是这种简单工厂模式有很多问题，比如如果用户需要新添加一个水果，就需要深入源代码，修改FruitFactory类，这违背了“开闭原则”。

抽象工厂

用抽象工厂的方法可以很好解决简单工厂的缺点，首先我们要构建一个抽象的工厂，然后再进一步构建生成苹果和橘子的工厂：

class Factory:
	def generate(self):
		pass

class AppleFactory(Factory):
	def generate(self):
		return Apple()

class OrangeFactory(Factory):
	def generate(self):
		return Orange()

具体运行看一下结果：

af = AppleFactory()
apple = af.generate()
apple.pie()

of = OrangeFactory()
orange = of.generate()
orange.juice()

# output:
# making apple pie   
# making orange juice

如果我们想再加一个水果，比如是香蕉，可以用橡胶来做香蕉奶昔：

class Banana(Fruit):
	def milkshake(self):
		print("making banana milkshake")
        
class BananaFactory(Factory):
	def generate(self):
		return Banana()
    
bf = BananaFactory()
banana = of.generate()
banana.milkshake()

# output:
# making banana milkshake