Python 实现设计模式之工厂模式

引言

设计模式是可重复使用的编程方案，已被用于各种现实世界的环境中，并被证明能产生预期的结果。在本文中，我们将学习最常见的设计模式之一：工厂模式。

正如我们稍后将看到的，这种模式使我们更容易跟踪程序中创建的对象，从而将创建对象的代码与使用对象的代码分开。我们将研究工厂设计模式的两种形式：工厂方法和抽象方法。

设计模式在程序员之间共享，并随着时间的推移不断被改进。 这个话题的流行要归功于 Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson, 和 John Vlissides 写的《设计模式：可复用面向对象软件的基础》，根据他们的名字又把书称为 Gang of Four，GOF。

什么是设计模式

一般来说，设计模式帮助程序员创建一个常用的实现模式，特别是在面向对象编程（OOP）中。从设计模式的角度看应用程序的好处 从设计模式的角度看应用程序有很多好处。首先，它缩小了建立一个特定的应用程序的最有效的方法和必要的步骤。其次，你可以参考同一设计模式的现有例子来改进你的应用。

总的来说，设计模式是软件工程中非常有用的准则。

在 OOP 中使用的设计模式有几类，这取决于它们解决的问题的类型和/或它们帮助我们建立的解决方案的类型。在他们的书中，提出了23种设计模式，分为三类：创造模式、结构模式和行为模式。

什么是工厂模式

工厂模式属于创造模式的一种。它提供了创建对象的最佳方法之一。在工厂模式中，对象的创建不向客户端公开逻辑，并使用通用接口引用新创建的对象。

工厂模式在 Python 中使用工厂方法实现的。当用户调用一个方法时，我们传入一个字符串，返回值作为一个新对象是通过工厂方法实现的。工厂方法中使用的对象类型由通过方法传递的字符串确定。

在下面的示例中，每个方法都包含对象作为参数，通过工厂方法实现。

如何实现工厂模式

class Button(object):
   html = ""
   def get_html(self):
      return self.html

class Image(Button):
   html = "<img></img>"

class Input(Button):
   html = "<input></input>"

class Flash(Button):
   html = "<obj></obj>"

class ButtonFactory():
   def create_button(self, typ):
      targetclass = typ.capitalize()
      return globals()[targetclass]()

button_obj = ButtonFactory()
button = ['image', 'input', 'flash']
for b in button:
   print(button_obj.create_button(b).get_html())

Button 类有助于创建 html 标记和关联的 html 页面。客户端将无法访问代码的逻辑，输出代表 html 页面的创建。

运行结果：

$ python factory.py 
<img></img>
<input></input>
<obj></obj>  

使用 class 关键字设计一个类工厂，无非是创建一个持有一个类的函数。让我们看看下面的代码：

def apple_function():
	"""Return an Apple class, built using the
	class keyword"""
	class Apple(object):
		def __init__(self, color):
			self.color = color

		def getColor(self):
			return self.color
	return Apple


# invoking class factory function
Apple = apple_function()
appleObj = Apple('red')
print(appleObj.getColor())

使用类型，我们可以动态地创建类。但是这样做会把函数和类一起留在命名空间中。让我们看看这段代码，以便更好地理解它：

def init(self, color):
	self.color = color


def getColor(self):
	return self.color


Apple = type('Apple', (object,), {
	'__init__': init,
	'getColor': getColor,
})

appleRed = Apple(color='red')
print(appleRed.getColor())

上面的代码显示了如何动态地创建类。但问题是，init 和 getColor 等函数会使命名空间变得杂乱无章，而且我们也无法重复使用这些功能。而通过使用类工厂，你可以最大限度地减少杂乱，并在需要时可以重用这些功能。让我们看一下下面的代码。

def create_apple_class():
	def init(self, color):
		self.color = color

	def getColor(self):
		return self.color

	return type('Apple', (object,), {
		'__init__': init,
		'getColor': getColor,
	})


Apple = create_apple_class()
appleObj = Apple('red')
print(appleObj.getColor())

参考链接：

• https://realpython.com/factory-method-python/

• https://www.geeksforgeeks.org/class-factories-a-powerful-pattern-in-python/