Python设计模式之工厂方法模式实例详解

什么是工厂方法模式？

工厂方法模式是一种创建型设计模式，它定义了一种用于创建对象的接口，让子类决定将哪一个类实例化。工厂方法模式使一个类的实例化延迟到其子类。

工厂方法模式的优点有哪些？

1. 保持了良好的封装性，让客户端不需要知道具体的产品类，只需要知道工厂类即可。
2. 简化了系统的扩展性，客户端只需要知道新的具体产品类名即可，无须修改原有系统。

工厂方法模式的实现方法

在Python中，可以通过手写类的方式来实现工厂方法模式。

下面是一个简单的例子：

class Pizza:
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def prepare(self):
        pass

    def bake(self):
        pass

    def cut(self):
        pass

    def box(self):
        pass

class CheesePizza(Pizza):
    def prepare(self):
        print('Cheese Pizza prepared.')

class PepperoniPizza(Pizza):
    def prepare(self):
        print('Pepperoni Pizza prepared.')

class PizzaStore:
    def order_pizza(self, type):
        pizza = self.create_pizza(type)
        pizza.prepare()
        pizza.bake()
        pizza.cut()
        pizza.box()

    def create_pizza(self, type):
        pass

class NYPizzaStore(PizzaStore):
    def create_pizza(self, type):
        if type == 'cheese':
            return CheesePizza('NY Style Cheese Pizza')
        elif type == 'pepperoni':
            return PepperoniPizza('NY Style Pepperoni Pizza')

class ChicagoPizzaStore(PizzaStore):
    def create_pizza(self, type):
        if type == 'cheese':
            return CheesePizza('Chicago Style Cheese Pizza')
        elif type == 'pepperoni':
            return PepperoniPizza('Chicago Style Pepperoni Pizza')

上面的代码中，Pizza是一个抽象基类，定义了披萨的名称、准备、烘烤、切割和包装方法。CheesePizza和PepperoniPizza是具体的披萨类，继承了Pizza并重写了prepare方法来完成具体的制作过程。PizzaStore是一个抽象工厂类，定义了制作披萨的顺序，提供一个抽象方法来创建披萨。NYPizzaStore和ChicagoPizzaStore是具体的工厂类，继承了PizzaStore并实现了create_pizza方法，根据不同的输入类型创建不同的披萨。

这里我们来看看如何使用工厂方法模式来制作披萨。

ny_store = NYPizzaStore()
chicago_store = ChicagoPizzaStore()

ny_store.order_pizza('cheese')
chicago_store.order_pizza('pepperoni')

输出结果为

Cheese Pizza prepared.
Pepperoni Pizza prepared.

工厂方法模式的注意事项

1. 不要滥用工厂方法模式，有时候使用工厂方法模式会带来过度的复杂性。
2. 工厂方法模式通常会被用来代替类的直接实例化处理。
3. 工厂方法模式在一些框架中被广泛应用，例如Django ORM框架使用工厂方法模式来创建数据库查询对象。

总结

工厂方法模式是一种创建型设计模式，主要应用于创建具有相同属性的一系列对象。通过将对象的创建和使用分开，可以方便地进行扩展和维护。

在Python中，我们可以使用类来实现工厂方法模式。通过定义抽象基类和具体类，以及抽象工厂类和具体工厂类，可以方便地创建不同类型的对象。