探索工厂模式：化繁为简，智胜设计挑战

后端

2022-12-26 03:30:41

工厂模式：破解复杂代码的利器

在编程的世界中，我们经常面临着需要创建不同类型对象的复杂场景。传统的做法是为每种对象创建单独的类。但是，随着代码量的不断增加，这种方法会导致庞大而难以维护的类库。

工厂模式的登场

工厂模式应运而生，它将对象创建的职责从客户端代码中分离出来，交由工厂类统一管理。工厂类根据客户端的请求，负责创建出所需的具体对象。这种设计模式的好处显而易见：

代码简洁性： 工厂模式使代码更加简洁，易于维护。
可扩展性： 它提高了代码的可扩展性，因为可以轻松地添加新的对象类型，而无需修改客户端代码。
可复用性： 工厂模式促进了代码的可复用性，因为可以将对象创建逻辑封装在工厂类中。

工厂模式的三大类型

工厂模式家族包括三种独具特色的模式，每种模式都适用于不同的设计场景：

1. 简单工厂模式：

简单工厂模式就像是一位经验丰富的工匠，根据你的需求，为你量身打造所需的对象。它通常用于创建少量且稳定的对象，并且不需要太多自定义选项。

2. 工厂方法模式：

工厂方法模式更像是一位经验丰富的工程师。它通过抽象工厂类定义了一个创建对象的接口，而具体的创建细节则留给子类去实现。这种模式允许你灵活地创建不同类型的对象，同时保持代码的可扩展性。

3. 抽象工厂模式：

抽象工厂模式可谓是工厂模式家族中的集大成者。它可以创建一系列相关对象，通常用于构建复杂的对象结构，需要多个工厂类协同工作才能完成任务。

代码示例

为了让你更好地理解工厂模式的精髓，我们准备了以下代码示例：

简单工厂模式：披萨工厂

class PizzaFactory:
    def create_pizza(self, pizza_type):
        if pizza_type == "Margherita":
            return MargheritaPizza()
        elif pizza_type == "Pepperoni":
            return PepperoniPizza()
        else:
            raise ValueError("Invalid pizza type")

class MargheritaPizza:
    def __init__(self):
        self.ingredients = ["Mozzarella cheese", "Tomato sauce"]

class PepperoniPizza:
    def __init__(self):
        self.ingredients = ["Mozzarella cheese", "Tomato sauce", "Pepperoni"]

# 使用工厂类创建披萨
factory = PizzaFactory()
pizza = factory.create_pizza("Margherita")
print(pizza.ingredients)  # 输出：['Mozzarella cheese', 'Tomato sauce']

工厂方法模式：汽车工厂

class CarFactory:
    def create_car(self):
        raise NotImplementedError()

class SedanFactory(CarFactory):
    def create_car(self):
        return Sedan()

class SUVFactory(CarFactory):
    def create_car(self):
        return SUV()

class Sedan:
    def __init__(self):
        self.type = "Sedan"

class SUV:
    def __init__(self):
        self.type = "SUV"

# 使用工厂类创建汽车
factory = SedanFactory()
car = factory.create_car()
print(car.type)  # 输出：Sedan

抽象工厂模式：家具工厂

class FurnitureFactory:
    def create_chair(self):
        raise NotImplementedError()

    def create_table(self):
        raise NotImplementedError()

class ModernFurnitureFactory(FurnitureFactory):
    def create_chair(self):
        return ModernChair()

    def create_table(self):
        return ModernTable()

class ClassicFurnitureFactory(FurnitureFactory):
    def create_chair(self):
        return ClassicChair()

    def create_table(self):
        return ClassicTable()

class ModernChair:
    def __init__(self):
        self.style = "Modern"

class ModernTable:
    def __init__(self):
        self.style = "Modern"

class ClassicChair:
    def __init__(self):
        self.style = "Classic"

class ClassicTable:
    def __init__(self):
        self.style = "Classic"

# 使用工厂类创建家具
factory = ModernFurnitureFactory()
chair = factory.create_chair()
table = factory.create_table()
print(chair.style, table.style)  # 输出：Modern Modern