【Python篇】工廠模式

工廠方法模式

前言

在《設計模式》一書中工廠模式提到了：

• 工廠方法模式（Factory Method）
• 抽象工廠模式 （Abstract Factory）

但是在實際過程中還有一種工廠模式經常被使用，那就是 簡單工廠模式（Simple Factory）。有一種常見的分類的方法：根據產品是由具體產品還是具體工廠可以分為 工廠方法模式 和 簡單工廠模式；根據工廠的抽象程度可以分為 工廠方法模式 和 抽象工廠模式。接下來會通過例子對比簡單工廠模式和工廠方法模式。

工廠意圖

定義一個用於創建對象的接口，讓子類決定實例化哪一個類。Factory Method 使一個類的實例化延遲到其子類。

別名

虛構造器（Virtual Constructor）

案例

第一階段

小李開了一個代工廠，專門幫各大廠商生產手機，一開始只有小米找他生產小米手機(MiPhone)，后來質量過硬，聲名遠播，蘋果公司也找上門了，准備讓他生產蘋果手機，生意來了，小李小手一揮，停工幾個月，加了一個生產線專門生成蘋果手機(Iphone)。於是乎，現在一個工廠有兩個生產線。

第一階段 UML 圖

讓我們借助 UML 圖直觀了解一下工廠現在的樣子。

第一階段代碼

通過代碼去實現這個邏輯

from abc import ABC, abstractmethod

# 手機
class Phone(ABC):
    
    @abstractmethod
    def make(self):
        pass

# 蘋果手機
class Apple(Phone):
    
    def make(self):
        print("make apple")

# 小米手機
class XiaoMi(Phone):
    
    def make(self):
        print("make xiaomi")


class Factory:

    def product_phone(self, mobile_type):
        if mobile_type == 'apple':
            return Apple()
        else:
            return XiaoMi()


if __name__ == '__main__':
    factory = Factory()
    factory.product_phone('apple').make()
    factory.product_phone('xiaomi').make()

看一下運行結果：

make apple
make xiaomi

第二階段

隨着第一階段的訂單完成，現在越來越多的手機廠商來找小李來生產手機，問題來了，生產線改造需要導致整個工廠停工一段時間，每次停工對工廠來說都是巨大的損失。那么該怎么解決問題呢？一個工廠似乎不夠用了，那么該怎么解決呢？ 把所有的生產線獨立出來到單獨的工廠，這樣子需要生產新的手機只需要新增新的工廠就好了，不會影響其他的手機的生產。

第二階段 UML 圖

同樣讓我們借助 UML 圖了解一下這個階段工廠的樣子吧。

第二階段代碼

同樣讓我們借助代碼去實現這一階段的邏輯

from abc import ABC, abstractmethod

# 抽象工廠
class AbastractFactory(ABC):
    
    @abstractmethod
    def product_phone(self):
        pass

# 蘋果工廠
class AppleFactory(AbastractFactory):
    
    def product_phone(self):
        return Apple().make()

# 小米工廠
class XiaomiFactory(AbastractFactory):
    
    def product_phone(self):
        return XiaoMi().make()
 

# 生產線
class Phone(ABC):
   	
    @abstractmethod
    def make(self):
        pass

# 蘋果生產線
class Apple(Phone):
    
    def make(self):
        print("make apple")

# 小米生產線
class XiaoMi(Phone):
    
    def make(self):
        print("make xiaomi")

def client_product(factory:AbastractFactory):
    return factory

if __name__ == '__main__':
    xiaomi = client_product(XiaomiFactory())
    xiaomi.product_phone()
    apple = client_product(AppleFactory())
    apple.product_phone()

看一下運行結果：

make xiaomi
make apple

總結

上面的案例中的倆個階段分別對應了兩個設計模式，分別是：**簡單工廠模式 **和 工廠方法模式。通過案例和對比，我們不難發現它們的的優缺點。

簡單工廠模式優缺點

• 優點：客戶端與產品的創建分離，客戶端不需要知道產品創建的邏輯，只需要消費該產品即可。
• 缺點：工廠類集成了所有產品的創建邏輯，當工廠類出現問題，所有產品都會出現問題；還有當新增加產品都會修改工廠類，違背開閉原則
  

工廠方法模式優缺點

• 優點：更符合開閉原則，增加一個產品類，則只需要實現其他具體的產品類和具體的工廠類即可；符合單一職責原則，每個工廠只負責生產對應的產品
• 缺點：增加一個產品，就需要實現對應的具體工廠類和具體產品類；每個產品需要有對應的具體工廠和具體產品類