《大话设计模式》——工厂方法模式

工厂方法模式：定义一个创建产品对象的工厂接口，将实际创建工作推迟到子类中。

介绍

工厂方法模式，又称工厂模式、多态工厂模式和虚拟构造器模式，通过定义工厂父类负责定义创建对象的公共接口，而子类则负责生成具体的对象。

对比简单工厂模式

是对简单工厂模式的一个延伸，所以它们诞生的背景以及所解决的问题是大同小异。（不了解简单工厂模式的请看《大话设计模式》——简单工厂模式）

简单工厂模式

简单来说，简单工厂模式是由一个工厂对象根据不同参数创建不同的实例。具体传什么参数，创建什么实例的逻辑是在工厂对象中完成的。

优点：

• 只需要传入一个正确的参数，就可以获取你所需要的对象而无需知道其创建细节。

缺点：

• 工厂一旦需要生产新产品就需要修改工厂类的方法逻辑，违背了开放—封闭原则；


• 如果产品实例种类很多，也导致了工厂内部逻辑复杂，不易维护。

工厂方法模式

工厂方法模式是对简单工厂模式进一步的解耦。将把原本会因为业务代码而庞大的简单工厂类，拆分成了一个个的工厂类，这样代码就不会都耦合在同一个类里了。

优点：

• 用户只需要关心所需产品的对应工厂，无需关心细节


• 加入新产品符合开闭原则，提高可扩展性


• 进一步降低了程序的耦合性

缺点：

• 类的个数容易过多，增加复杂度


• 增加了系统的抽象性和理解难度

详细介绍

工厂方法模式的四个要素：

• 抽象产品类（Product）：提供抽象方法供具体产品类实现


• 具体产品类（ConcreteProduct）：提供具体的产品


• 抽象工厂类（Factory）：提供抽象方法供具体工厂实现


• 具体工厂类（ConcreteFactory）：提供具体的工厂

使用步骤：

1. 创建抽象工厂类，定义具体工厂的公共接口；


2. 创建抽象产品类 ，定义具体产品的公共接口；


3. 创建具体产品类（继承抽象产品类） ，定义生产的具体产品；


4. 创建具体工厂类（继承抽象工厂类），定义创建对应具体产品实例的方法；


5. 外界通过调用具体工厂类的方法，从而创建不同具体产品类的实例

具体例子：

背景: 现公司监控系统报警需要对接企业微信公众号, 由于未认证企业微信推送消息的限制, 默认每天推送条数上限为6000条, 考虑到报警系统多, 规则没有收敛, 接收的人员多, 每天6000条可能不够用, 所以需要创建多个未认证的企业微信账号用于发送报警信息。

# 抽象工厂类
class WeChatFactory(object):
def create_wechat(self):
pass
# 具体工厂类A（创建账号A）
class AccountAFactory(WeChatFactory):
def create_wechat(self):
return AccountA()
# 具体工厂类B（创建账号B）
class AccountBFactory(WeChatFactory):
def create_wechat(self):
return AccountB()
# 抽象产品类（微信账号功能）
class WeChat(object):
def send_message(self, content):
pass
def send_image(self, imageid):
pass
# 具体产品类A(账号A功能)
class AccountA(WeChat):
def send_message(self, content):
print("使用企业微信账号A推送信息: ", content)
def send_image(self, imageid):
print("使用企业微信账号A推送图片: ", imageid)
# 具体产品类B（账号B功能）
class AccountB(WeChat):
def send_message(self, content):
print("使用企业微信账号B推送信息: ", content)
def send_image(self, imageid):
print("使用企业微信账号B推送图片: ", imageid)
if __name__ == "__main__":
# 实例化账号A
wechat_factory_a = AccountAFactory()
# 创建账号A的微信对象
wechat1 = wechat_factory_a.create_wechat()

# 使用账号A对象发送信息
wechat1.send_message(cOntent="haha")
wechat1.send_image(imageid="hehe.jpg")
# 实例化账号B
wechat_factory_b = AccountBFactory()
# 创建账号B的微信对象
wechat2 = wechat_factory_b.create_wechat()
# 使用账号B对象发送信息
wechat2.send_message(cOntent="heihei")
wechat2.send_image(imageid="hehe.jpg")

执行结果：

使用企业微信账号A推送信息: haha
使用企业微信账号A推送图片: hehe.jpg
使用企业微信账号B推送信息: heihei
使用企业微信账号B推送图片: hehe.jpg

如果此时, 两个微信账号都不够用了, 需要增加第三个账号时, 所有的类都不需要修改, 只需创建新的类即可, 符合开放封闭原则。

class AccountC(WeChat):
def send_message(self, content):
print("使用企业微信账号C推送信息: ", content)
def send_image(self, imageid):
print("使用企业微信账号C推送图片: ", imageid)


class AccountCFactory(WeChatFactory):
def create_wechat(self):
return AccountC()

应用场景

• 当一个类不知道它所需要的对象的类时
  
  在工厂方法模式中，客户端不需要知道具体产品类的类名，只需要知道所对应的工厂即可；


• 当一个类希望通过其子类来指定创建对象时
  
  在工厂方法模式中，对于抽象工厂类只需要提供一个创建产品的接口，而由其子类来确定具体要创建的对象，利用面向对象的多态性和里氏代换原则，在程序运行时，子类对象将覆盖父类对象，从而使得系统更容易扩展。


• 将创建对象的任务委托给多个工厂子类中的某一个，客户端在使用时可以无须关心是哪一个工厂子类创建产品子类，需要时再动态指定，可将具体工厂类的类名存储在配置文件或数据库中。

参考

Python语言实现工厂方法设计模式

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