工厂模式(Factory Pattern)

简介: 工厂模式(Factory Pattern)是一种常用的设计模式,它提供了一种创建对象的方式,可以根据不同的需求,动态地创建不同类型的对象。

工厂模式(Factory Pattern)是一种常用的设计模式,它提供了一种创建对象的方式,可以根据不同的需求,动态地创建不同类型的对象。

工厂模式通常包含三个角色:抽象工厂、具体工厂和产品。抽象工厂定义了创建产品的接口,具体工厂实现了抽象工厂的接口,用于创建具体的产品。产品是由具体工厂创建的,它们共同遵循抽象工厂定义的接口。

以下是一个使用工厂模式的示例代码:

python
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class Animal:
def speak(self):
pass

class Dog(Animal):
def speak(self):
return "Woof!"

class Cat(Animal):
def speak(self):
return "Meow!"

class AnimalFactory:
def get_animal(self, animal_type):
pass

class ConcreteAnimalFactory(AnimalFactory):
def get_animal(self, animal_type):
if animal_type == 'Dog':
return Dog()
elif animal_type == 'Cat':
return Cat()
else:
return None

animal_factory = ConcreteAnimalFactory()
dog = animal_factory.get_animal("Dog")
cat = animal_factory.get_animal("Cat")

print(dog.speak()) # 输出 "Woof!"
print(cat.speak()) # 输出 "Meow!"
在这个示例中,Animal 是抽象产品,Dog 和 Cat 是具体产品,它们实现了 Animal 的接口。AnimalFactory 是抽象工厂,定义了一个 get_animal 方法,用于创建产品。ConcreteAnimalFactory 是具体工厂,实现了 AnimalFactory 的接口,用于创建具体的产品。

当客户端调用 ConcreteAnimalFactory 的 get_animal 方法时,它会根据传入的参数,创建对应的具体产品,并返回给客户端。

image.png

意图:定义一个创建对象的接口,让其子类自己决定实例化哪一个工厂类,工厂模式使其创建过程延迟到子类进行。

主要解决:主要解决接口选择的问题。

何时使用:我们明确地计划不同条件下创建不同实例时。

如何解决:让其子类实现工厂接口,返回的也是一个抽象的产品。

关键代码:创建过程在其子类执行。

应用实例: 1、您需要一辆汽车,可以直接从工厂里面提货,而不用去管这辆汽车是怎么做出来的,以及这个汽车里面的具体实现。 2、Hibernate 换数据库只需换方言和驱动就可以。

优点: 1、一个调用者想创建一个对象,只要知道其名称就可以了。 2、扩展性高,如果想增加一个产品,只要扩展一个工厂类就可以。 3、屏蔽产品的具体实现,调用者只关心产品的接口。

缺点:每次增加一个产品时,都需要增加一个具体类和对象实现工厂,使得系统中类的个数成倍增加,在一定程度上增加了系统的复杂度,同时也增加了系统具体类的依赖。这并不是什么好事。

使用场景: 1、日志记录器:记录可能记录到本地硬盘、系统事件、远程服务器等,用户可以选择记录日志到什么地方。 2、数据库访问,当用户不知道最后系统采用哪一类数据库,以及数据库可能有变化时。 3、设计一个连接服务器的框架,需要三个协议,"POP3"、"IMAP"、"HTTP",可以把这三个作为产品类,共同实现一个接口。

注意事项:作为一种创建类模式,在任何需要生成复杂对象的地方,都可以使用工厂方法模式。有一点需要注意的地方就是复杂对象适合使用工厂模式,而简单对象,特别是只需要通过 new 就可以完成创建的对象,无需使用工厂模式。如果使用工厂模式,就需要引入一个工厂类,会增加系统的复杂度。

工厂模式包含以下几个核心角色:

抽象产品(Abstract Product):定义了产品的共同接口或抽象类。它可以是具体产品类的父类或接口,规定了产品对象的共同方法。
具体产品(Concrete Product):实现了抽象产品接口,定义了具体产品的特定行为和属性。
抽象工厂(Abstract Factory):声明了创建产品的抽象方法,可以是接口或抽象类。它可以有多个方法用于创建不同类型的产品。
具体工厂(Concrete Factory):实现了抽象工厂接口,负责实际创建具体产品的对象。

《Head First 设计模式》第 4 章:工厂模式。这本书是一本很好的学习设计模式的入门书籍,适合初学者阅读。

《设计模式:可复用面向对象软件的基础》。这是一本经典的设计模式书籍,其中详细介绍了工厂模式以及其他 22 种设计模式。

《大话设计模式》第 4 章:工厂模式。这本书通过生动的故事情节和通俗易懂的语言介绍了各种设计模式,适合初学者阅读。

设计模式视频教程。有很多优秀的设计模式视频教程,可以通过观看视频来更好地理解工厂模式和其他设计模式。

GitHub 上的设计模式示例代码。可以通过查看其他开发者编写的示例代码来学习工厂模式的具体实现方式。

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