深度解密Python工厂类相关模式
- 认识工厂类相关模式
认识工厂类相关模式
1 工厂类相关模式含义
工厂方法模式（英语：Factory method pattern）是一种实现了“工厂”概念的面向对象设计模式。就像其他创建型模式一样，它也是处理在不指定对象具体类型的情况下创建对象的问题。工厂方法模式的实质是“定义一个创建对象的接口，但让实现这个接口的类来决定实例化哪个类。工厂方法让类的实例化推迟到子类中进行。”[1]
创建一个对象常常需要复杂的过程，所以不适合包含在一个复合对象中。创建对象可能会导致大量的重复代码，可能会需要复合对象访问不到的信息，也可能提供不了足够级别的抽象，还可能并不是复合对象概念的一部分。工厂方法模式通过定义一个单独的创建对象的方法来解决这些问题。由子类实现这个方法来创建具体类型的对象。
对象创建中的有些过程包括决定创建哪个对象、管理对象的生命周期，以及管理特定对象的创建和销毁的概念。
2 工厂类相关模式优点
工厂模式、抽象工厂模式的优点：
1、工厂模式巨有非常好的封装性，代码结构清晰；在抽象工厂模式中，其结构还可以随着需要进行更深或者更浅的抽象层级调整，非常灵活；
2、屏蔽产品类，使产品的被使用业务场景和产品的功能细节可以分而开发进行，是比较典型的解耦框架。
3 工厂类相关模式缺点
工厂模式、抽象工厂模式的缺点：
1、工厂模式相对于直接生成实例过程要复杂一些，所以，在小项目中，可以不使用工厂模式；
2、抽象工厂模式中，产品类的扩展比较麻烦。毕竟，每一个工厂对应每一类产品，产品扩展，就意味着相应的抽象工厂也要扩展。
4 工厂类相关模式应用
工厂模式、抽象工厂模式的使用场景：
1、当系统实例要求比较灵活和可扩展时，可以考虑工厂模式或者抽象工厂模式实现。比如，
在通信系统中，高层通信协议会很多样化，同时，上层协议依赖于下层协议，那么就可以对应建立对应层级的抽象工厂，根据不同的“产品需求”去生产定制的实例。
- Python实现工厂类相关模式
Python实现工厂类相关模式
1 实例分析
Python实现工厂类相关模式
2.1 实例分析
工厂类相关的模式在Python里面没有特别的实现方法，我们就直接用案例来分析。
2.1.1 背景要求
假设我们现在需要开发一个快餐点餐系统，想必大家一定见过类似于麦当劳自助点餐台一类的点餐系统吧。在一个大的触摸显示屏上，有三类可以选择的上餐品：汉堡等主餐、小食、饮料。当我们选择好自己需要的食物，支付完成后，订单就生成了。下面，我们用今天的主角--工厂模式--来生成这些食物的逻辑主体。
2.1.2 主餐的生成（仅以两种汉堡为例）
@dataclass
class Burger:
name: str = ""
price: float = 0.0
def getPrice(self) -> float:
return self.price
def setPrice(self, price) -> NoReturn:
self.price = price
def getName(self) -> str:
return self.name
@dataclass
class cheeseBurger(Burger):
name = "cheese burger"
price = 10.0
@dataclass
class spicyChickenBurger(Burger):
name = "spicy chicken burger"
price = 15.0
2.1.3 小食生成
@dataclass
class Snack:
name: str = ""
price: float = 0.0
type: str = "SNACK"
def getPrice(self) -> float:
return self.price
def setPrice(self, price) -> NoReturn:
self.price = price
def getName(self) -> str:
return self.name
@dataclass
class chips(Snack):
name = "chips"
price = 6.0
@dataclass
class chickenWings(Snack):
name = "chicken wings"
price = 12.02.1.4 饮料生成
@dataclass
class Beverage:
name: str = ""
price: float = 0.0
type: str = "BEVERAGE"
def getPrice(self) -> float:
return self.price
def setPrice(self, price) -> NoReturn:
self.price = price
def getName(self) -> str:
return self.name
@dataclass
class coke(Beverage):
name = "coke"
price = 4.0
@dataclass
class milk(Beverage):
name = "milk"
price = 5.02.1.5 实现工厂类
以上的Burger，Snack，Beverage，都可以认为是该快餐店的产品，由于只提供了抽象方法，我们把它们叫抽象产品类，而cheese burger等6个由抽象产品类衍生出的子类，叫作具体产品类。
接下来，“工厂”就要出现了。
@dataclass
class foodFactory:
type: str = ""
def createFood(self, foodClass) -> ClassVar:
print(self.type, " factory produce a instance.")
foodIns = foodClass()
return foodIns
@dataclass
class burgerFactory(foodFactory):
type = "BURGER"
@dataclass
class snackFactory(foodFactory):
type = "SNACK"
@dataclass
class beverageFactory(foodFactory):
type = "BEVERAGE"2.1.6 开始生产
同样，foodFactory为抽象的工厂类，而burgerFactory，snackFactory，beverageFactory为具体的工厂类。
在业务场景中，工厂模式是如何“生产”产品的呢？
if __name__=="__main__":
burger_factory=burgerFactory()
snack_factorry=snackFactory()
beverage_factory=beverageFactory()
cheese_burger=burger_factory.createFood(cheeseBurger)
print cheese_burger.getName(),cheese_burger.getPrice()
chicken_wings=snack_factorry.createFood(chickenWings)
print chicken_wings.getName(),chicken_wings.getPrice()
coke_drink=beverage_factory.createFood(coke)
print coke_drink.getName(),coke_drink.getPrice()output
BURGER factory produce a instance.
cheese burger 10.0
SNACK factory produce a instance.
chicken wings 12.0
BEVERAGE factory produce a instance.
coke 4.0
- 总结
总结
总结
工厂模式也分为简单工厂模式和抽象工厂模式，像下面这样
class simpleFoodFactory:
@classmethod
def createFood(cls,foodClass):
print "Simple factory produce a instance."
foodIns = foodClass()
return foodIns在场景中写成如下形式：
spicy_chicken_burger=simpleFoodFactory.createFood(spicyChickenBurger)
这样，省去了将工厂实例化的过程。这种模式就叫做简单工厂模式。
还是在上述例子中，createFood方法中必须传入foodClass才可以指定生成的food实例种类，如果，将每一个细致的产品都建立对应的工厂（如cheeseBurger建立对应一个cheeseBurgerFactory），这样，生成食物时，foodClass也不必指定。事实上，此时，burgerFactory就是具体食物工厂的一层抽象。这种模式，就是抽象工厂模式。
