前言
工廠模式嫩挤，顧名思義就是我們可以通過一個(gè)指定的“工廠”獲得需要的“產(chǎn)品”肾请，在設(shè)計(jì)模式中主要用于抽象對(duì)象的創(chuàng)建過程练慕，讓用戶可以指定自己想要的對(duì)象而不必關(guān)心對(duì)象的實(shí)例化過程枉阵。這樣做的好處是用戶只需通過固定的接口而不是直接去調(diào)用類的實(shí)例化方法來獲得一個(gè)對(duì)象的實(shí)例译红，隱藏了實(shí)例創(chuàng)建過程的復(fù)雜度，解耦了生產(chǎn)實(shí)例和使用實(shí)例的代碼兴溜，降低了維護(hù)的復(fù)雜性侦厚。
本文會(huì)用Python實(shí)現(xiàn)三種工廠模式的簡(jiǎn)單例子弥虐，所有代碼都托管在Github上嫁盲。
簡(jiǎn)單工廠
首先鞍匾，我們先看一個(gè)簡(jiǎn)單工廠的例子：
#coding=utf-8
class Mercedes(object):
"""梅賽德斯
"""
def __repr__(self):
return "Mercedes-Benz"
class BMW(object):
"""寶馬
"""
def __repr__(self):
return "BMW"
假設(shè)我們有兩個(gè)“產(chǎn)品”分別是Mercedes和BMW的汽車屑咳，如果沒有“工廠”來生產(chǎn)它們顾患，我們就要在代碼中自己進(jìn)行實(shí)例化外傅，如：
mercedes = Mercedes()
bmw = BMW()
但現(xiàn)實(shí)中薄声，你可能會(huì)面對(duì)很多汽車產(chǎn)品锡垄，而且每個(gè)產(chǎn)品的構(gòu)造參數(shù)還不一樣，這樣在創(chuàng)建實(shí)例時(shí)會(huì)遇到麻煩来破。這時(shí)就可以構(gòu)造一個(gè)“簡(jiǎn)單工廠”把所有汽車實(shí)例化的過程封裝在里面裁眯。
class SimpleCarFactory(object):
"""簡(jiǎn)單工廠
"""
@staticmethod
def product_car(name):
if name == 'mb':
return Mercedes()
elif name == 'bmw':
return BMW()
有了SimpleCarFactory類后，就可以通過向固定的接口傳入?yún)?shù)獲得想要的對(duì)象實(shí)例讳癌，如下：
c1 = SimpleCarFactory.product_car('mb')
c2 = SimpleCarFactory.product_car('bmw')
工廠方法
雖然有了一個(gè)簡(jiǎn)單的工廠穿稳，但在實(shí)際使用工廠的過程中，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)新問題：如果我們要新增一個(gè)“產(chǎn)品”晌坤，例如Audi的汽車逢艘，我們除了新增一個(gè)Audi類外還要修改SimpleCarFactory內(nèi)的product_car方法。這樣就違背了軟件設(shè)計(jì)中的開閉原則[1]骤菠，即在擴(kuò)展新的類時(shí)它改，盡量不要修改原有代碼。所以我們?cè)诤?jiǎn)單工廠的基礎(chǔ)上把SimpleCarFactory抽象成不同的工廠商乎，每個(gè)工廠對(duì)應(yīng)生成自己的產(chǎn)品央拖，這就是工廠方法。
#coding=utf-8
import abc
class AbstractFactory(object):
"""抽象工廠
"""
__metaclass__ = abc.ABCMeta
@abc.abstractmethod
def product_car(self):
pass
class MercedesFactory(AbstractFactory):
"""梅賽德斯工廠
"""
def product_car(self):
return Mercedes()
class BMWFactory(AbstractFactory):
"""寶馬工廠
"""
def product_car(self):
return BMW()
我們把工廠抽象出來用abc模塊[2]實(shí)現(xiàn)了一個(gè)抽象的基類AbstractFactory鹉戚，這樣就可以通過特定的工廠來獲得特定的產(chǎn)品實(shí)例了：
c1 = MercedesFactory().product_car()
c2 = BMWFactory().product_car()
每個(gè)工廠負(fù)責(zé)生產(chǎn)自己的產(chǎn)品也避免了我們?cè)谛略霎a(chǎn)品時(shí)需要修改工廠的代碼鲜戒，而只要增加相應(yīng)的工廠即可。如新增一個(gè)Audi產(chǎn)品抹凳，只需新增一個(gè)Audi類和AudiFactory類遏餐。
抽象工廠
工廠方法雖然解決了我們“修改代碼”的問題，但如果我們要生產(chǎn)很多產(chǎn)品赢底，就會(huì)發(fā)現(xiàn)我們同樣需要寫很多對(duì)應(yīng)的工廠類失都。比如如果MercedesFactory和BMWFactory不僅生產(chǎn)小汽車，還要生產(chǎn)SUV幸冻，那我們用工廠方法就要再多構(gòu)造兩個(gè)生產(chǎn)SUV的工廠類粹庞。所以為了解決這個(gè)問題，我們就要再更進(jìn)一步的抽象工廠類洽损，讓一個(gè)工廠可以生產(chǎn)同一類的多個(gè)產(chǎn)品庞溜，這就是抽象工廠。具體實(shí)現(xiàn)如下：
#coding=utf-8
import abc
# 兩種小汽車
class Mercedes_C63(object):
"""梅賽德斯 C63
"""
def __repr__(self):
return "Mercedes-Benz: C63"
class BMW_M3(object):
"""寶馬 M3
"""
def __repr__(self):
return "BMW: M3"
# 兩種SUV
class Mercedes_G63(object):
"""梅賽德斯 G63
"""
def __repr__(self):
return "Mercedes-Benz: G63"
class BMW_X5(object):
"""寶馬 X5
"""
def __repr__(self):
return "BMW: X5"
class AbstractFactory(object):
"""抽象工廠
可以生產(chǎn)小汽車外趁啸，還可以生產(chǎn)SUV
"""
__metaclass__ = abc.ABCMeta
@abc.abstractmethod
def product_car(self):
pass
@abc.abstractmethod
def product_suv(self):
pass
class MercedesFactory(AbstractFactory):
"""梅賽德斯工廠
"""
def product_car(self):
return Mercedes_C63()
def product_suv(self):
return Mercedes_G63()
class BMWFactory(AbstractFactory):
"""寶馬工廠
"""
def product_car(self):
return BMW_M3()
def product_suv(self):
return BMW_X5()
我們讓基類AbstractFactory同時(shí)可以生產(chǎn)汽車和SUV强缘，然后令MercedesFactory和BMWFactory繼承AbstractFactory并重寫product_car和product_suv方法即可。
c1 = MercedesFactory().product_car()
s1 = MercedesFactory().product_suv()
print(c1, s1)
s2 = BMWFactory().product_suv()
c2 = BMWFactory().product_car()
print(c2, s2)
抽象工廠模式與工廠方法模式最大的區(qū)別在于不傅，抽象工廠中的一個(gè)工廠對(duì)象可以負(fù)責(zé)多個(gè)不同產(chǎn)品對(duì)象的創(chuàng)建 旅掂，這樣比工廠方法模式更為簡(jiǎn)單、有效率访娶。
結(jié)論
初學(xué)設(shè)計(jì)模式時(shí)會(huì)對(duì)三種工廠模式的實(shí)際應(yīng)用比較困惑商虐，其實(shí)三種模式各有優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)用的場(chǎng)景也不盡相同：
- 簡(jiǎn)單工廠模式適用于需創(chuàng)建的對(duì)象較少，不會(huì)造成工廠方法中的業(yè)務(wù)邏輯太過復(fù)雜的情況下秘车，而且用戶只關(guān)心那種類型的實(shí)例被創(chuàng)建典勇，并不關(guān)心其初始化過程時(shí)，比如多種數(shù)據(jù)庫(MySQL/MongoDB)的實(shí)例叮趴，多種格式文件的解析器(XML/JSON)等割笙。
- 工廠方法模式繼承了簡(jiǎn)單工廠模式的優(yōu)點(diǎn)又有所改進(jìn)，其不再通過一個(gè)工廠類來負(fù)責(zé)所有產(chǎn)品的創(chuàng)建眯亦，而是將具體創(chuàng)建工作交給相應(yīng)的子類去做伤溉，這使得工廠方法模式可以允許系統(tǒng)能夠更高效的擴(kuò)展。實(shí)際應(yīng)用中可以用來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的日志系統(tǒng)等妻率，比如具體的程序運(yùn)行日志乱顾，網(wǎng)絡(luò)日志，數(shù)據(jù)庫日志等都可以用具體的工廠類來創(chuàng)建宫静。
- 抽象工廠模式在工廠方法基礎(chǔ)上擴(kuò)展了工廠對(duì)多個(gè)產(chǎn)品創(chuàng)建的支持走净，更適合一些大型系統(tǒng)，比如系統(tǒng)中有多于一個(gè)的產(chǎn)品族孤里，且這些產(chǎn)品族類的產(chǎn)品需實(shí)現(xiàn)同樣的接口伏伯，像很多軟件系統(tǒng)界面中不同主題下不同的按鈕、文本框扭粱、字體等等舵鳞。
參考
[1]維基百科
[2]Python官方文檔
2018/1/30更新：修改工廠方法的代碼示例，新增結(jié)論一節(jié)琢蛤。
