前言
感觉工厂模式比起单例模式要复杂一些，得花点时间理解才行，本章主要包含了三个部分：简单工厂 模式、工厂方法模式和抽象工厂模式。在最后会做一下简单的对比。
此外，本章python代码实现时，都会把提炼抽象类和抽象方法，这样逻辑会更加统一。
本章源码链接：https://github.com/K4ys0n/design-pattern/blob/master/factoryPattern.py
工厂模式
1. 工厂模式简介
所谓“工厂”就是一个负责创建其他类型对象的类。
客户端输入或者设置某些参数，让这个“工厂”产生客户所需要的产品，返回给客户端。
那么问题来了，客户端是可以直接创建对象，也就是说它可以直接选择自己生产产品，为什么还需要 一个工厂呢？
原因如下：
- 松耦合，对象的创建可以独立于类的实现（类的实现都隐藏在工厂背后的接口中，我们只需要 修改参数让工厂输出某个类的对象即可）。
- 客户端无需了解创建对象的类，但是照样可以使用它来创建对象，只需要修改参数、方法等即可， 这样就简化了客户端的实现。
- 可以轻松地在工厂中添加其他类来创建其他类型的对象，无需修改客户端代码。客户端只需要 传递另一个参数即可。
- 工厂还可以重用现有对象。但是，如果客户端直接创建对象的话，总是创建一个新对象。
举个例子：
讨论一个制造玩具车或玩偶的公司，假设公司里有一台制造玩具车的机器，领导后来想用它来造玩偶。 这时按照工厂模式就是，机器是接口，领导是客户端，领导只关心制造的对象（玩具）和创建对象的 接口（机器）。
2. 三种工厂模式对比
简单工厂模式|工厂方法模式|抽象工厂模式 —|—|— 允许接口创建对象，但不会暴露对象的创建逻辑。|允许接口创建对象，但使用哪个类来创建对象，则是交由子类决定的。|一个能创建一系列相关的对象而无需指定/公开其具体类的接口，该模式能够提供其他工厂的对象，在其内部创建其他对象。
3. 简单工厂模式
想象一下森林里，有动物，有猫有狗，猫和狗都有叫声，我们现在只要输入一个参数：猫，森林工厂就输出猫叫；狗，森林工厂就输出狗叫。
也就是，森林是工厂，动物的叫声是产品，我们可以把动物设置成类，动物这个类有一个输出叫声的接口，而猫和狗继承自动物这个类； 接着森林工厂可以调用这些接口，只需要我们控制好参数，比如输入参数：猫或者狗。
from abc import ABCMeta, abstractmethod
class Animal(metaclass=ABCMeta):
@abstractmethod
def do_say(self):
pass
class Dog(Animal):
def do_say(self):
print("Bhow Bhow!!")
class Cat(Animal):
def do_say(self):
print("Meow Meow!!")
# forest factory defined
class ForestFactory(object):
def make_sound(self, object_type):
return eval(object_type)().do_say()
# client code
if __name__ == '__main__':
ff = ForestFactory()
animal = input("Which animal should make sound Dog or Cat?")
ff.make_sound(animal)
4. 工厂方法模式
工厂方法模式与简单工厂模式最直接的区别就是，不直接创建对象，而是定义了一个接口，让子类来完成。
工厂方法使设计更加具有可定制性。它可以返回相同的实例或子类，而不是某种类型的对象。
举个例子：假设我们想在不同类型的社交网络（LinkedIn、Facebook）建立个人简介，在LinkedIn上有 关于个人申请的专利或作品的区，在Facebook上有显示度假地点的照片区。此外，两者都有个人信息区。
那么我们就可以先抽象一个类作为通用产品类，并提供一个产品接口，用来定义我们的区，然后写各种 子类来实现不同的接口。
接着创建一个抽象工厂类，里面提供了一个生产产品的方法，这个方法通过子类继承来实现，子类会根 据不同参数调用不同接口来生产不同产品。
from abc import ABCMeta, abstractmethod
class Section(metaclass=ABCMeta):
@abstractmethod
def describe(self):
pass
class PersonalSection(Section):
def describe(self):
print("Personal Section")
class AlbumSection(Section):
def describe(self):
print("Album Section")
class PatentSection(Section):
def describe(self):
print("Patent Section")
class PublicationSection(Section):
def describe(self):
print("Publication Section")
class Profile(metaclass=ABCMeta):
def __init__(self):
self.sections = []
self.createProfile()
@abstractmethod
def createProfile(self):
pass
def getSections(self):
return self.sections
def addSections(self, section):
self.sections.append(section)
class linkedin(Profile):
def createProfile(self):
self.addSections(PersonalSection())
self.addSections(PatentSection())
self.addSections(PublicationSection())
class facebook(Profile):
def createProfile(self):
self.addSections(PersonalSection())
self.addSections(AlbumSection())
if __name__ == '__main__':
profile_type = input("Which Profile you'd like to create?[LinkedIn or Facebook]")
profile = eval(profile_type.lower())()
print("Creating Profile..", type(profile).__name__)
print("Profile has sections --", profile.getSections())
上述代码中，我们首先创建了Section抽象类，描述产品接口，也就是通用区，接着通过继承Section类， 写了PersonalSection等几个不同的接口类，并提供了接口方法describe，当然具体功能没有实现，只是 随便打印了点东西。
然后建立工厂抽象类Profile，并提供初始化方法和createProfile生产产品方法，以及addSection添加 接口和getSections获取接口已添加接口的方法。通过继承这个类，我们编写了linkedin和facebook两个 子类，我们输入参数linkedin或者facebook来实例化这两个子类即可生成我们需要的产品：带有不同区域 的linkedin页面和facebook页面。
而添加接口的过程我们已经写在工厂抽象类的初始化中了，所以所有子类工厂都会在实例化的时候直接初 始化相关接口来实例化。不过我们可以在子类的实现中去决定需要添加哪些接口（createProfile方法）。
这样一来，客户端完全不需要关心内部要传递哪些参数以及需要实例化哪些类。由于添加新类更加容 易，所以降低了维护成本。
5. 抽象工厂模式
抽象工厂模式的主要是提供一个接口来创建一系列相关对象，而无需指定具体的类。
工厂方法将创建实例的任务交给子类，抽象工厂方法则是创建一系列相关子类，这些子类调用不同接口实 现不同的功能。
抽象工厂模式不仅确保客户端与对象的创建相互隔离，同时还确保客户端能够使用创建的对象。但客户端 只能通过工厂接口访问对象，抽象工厂模式能帮助客户端一次使用来自一个产品/系列的多个对象。
举个例子：披萨店生产多种披萨饼，有美式披萨和印式披萨饼，那么我们可以抽象一个披萨工厂 类PizzaFactory，并且提供两个方法来生产素菜披萨和非素菜披萨（createVegPizza和createNonVegPizza）， 然后创造两个具体工厂IndianPizzaFactory和USPizzaFactory，继承了抽象工厂的方法。
| 工厂类型 | 披萨类型 | 披萨名称 |
|---|---|---|
| 美式披萨 | 素菜披萨 | 墨西哥披萨 |
| 美式披萨 | 非素菜披萨 | 汉姆披萨（基于素菜披萨：墨西哥披萨） |
| 印式披萨 | 素菜披萨 | 多彩披萨 |
| 印式披萨 | 非素菜披萨 | 鸡肉披萨（基于素菜披萨：多彩披萨） |
关于披萨要抽象两个基类：素菜披萨VegPizza和非素菜披萨NonVegPizza。素菜披萨类有一个prepare方 法（准备素菜），非素菜披萨类有一个serve方法（添加肉类）。根据这两个基类继承出了墨西哥披萨等 四种不同口味的披萨。
客户端我们定义一个类，提供接口供顾客访问，让他们说明他们的需求。比如说我想要一种美式非素菜披 萨，那么客户端访问工厂USPizzaFactory，工厂会调用汉姆披萨类HamPizza所提供的接 口createNonVegPizza方法来制作披萨。 而汉姆披萨类是继承自素菜披萨类VegPizza的，同理其他也是 这样的工作思路。
from abc import ABCMeta, abstractmethod
class PizzaFactory(metaclass=ABCMeta): # 抽象披萨工厂类
@abstractmethod
def createVegPizza(self):
pass
@abstractmethod
def createNonVegPizza(self):
pass
class IndiaPizzaFactory(PizzaFactory): # 印式披萨工厂类
def createVegPizza(self):
return DeluxVeggiePizza()
def createNonVegPizza(self):
return ChickenPizza()
class USPizzaFactory(PizzaFactory): # 美式披萨工厂类
def createVegPizza(self):
return MexicanVegPizza()
def createNonVegPizza(self):
return HamPizza()
class VegPizza(metaclass=ABCMeta): # 抽象素菜披萨类
@abstractmethod
def prepare(self, VegPizza):
pass
class NonVegPizza(metaclass=ABCMeta): # 抽象非素菜披萨类
@abstractmethod
def serve(self, VegPizza):
pass
class DeluxVeggiePizza(VegPizza): # 多彩披萨类
def prepare(self):
print("Prepare ", type(self).__name__)
class ChickenPizza(NonVegPizza): # 鸡肉披萨类
def serve(self, VegPizza):
print(type(self).__name__, "is served with Chicken on ", type(VegPizza).__name__)
class MexicanVegPizza(VegPizza): # 墨西哥披萨类
def prepare(self):
print("Prepare ", type(self).__name__)
class HamPizza(NonVegPizza): # 汉姆披萨类
def serve(self, VegPizza):
print(type(self).__name__, "is served with Ham on ", type(VegPizza).__name__)
class PizzaStore: # 披萨店，即客户端
def __init__(self):
pass
def makePizzas(self): # 制作披萨，根据需求实例化工厂，选择调用工厂的接口制作素菜或者非素菜披萨
for factory in [IndiaPizzaFactory(), USPizzaFactory()]:
self.factory = factory
self.NonVegPizza = self.factory.createNonVegPizza()
self.VegPizza = self.factory.createVegPizza()
self.VegPizza.prepare()
self.NonVegPizza.serve(self.VegPizza)
pizza = PizzaStore() # 实例化客户端
pizza.makePizzas()
如上可以看到工厂类，它们带有创建披萨对象的方法，这些方法返回披萨对象。
而披萨对象是两种素菜类和两种非素菜类实例化而来的。
现在客户四种披萨各要一份，那么客户端就依次调用两个工厂，让每个工厂都制作一个素菜类披萨和非 素菜类披萨，这样就可以四种披萨都做好了。
6. 工厂方法和抽象工厂方法的对比
工厂方法|抽象工厂方法 —|— 向客户开放了一个创建对象的方法|包含一个或多个工厂方法来创建一个系列的相关对象 使用继承和子类来决定要创建哪个对象|使用组合将创建对象的任务委托给其他类 用于创建一个产品|用于创建相关产品的系列
后记
小结一下：
- 简单工厂模式：可以在运行时根据客户端传入的参数类型来创建相应的实例（森林猫狗叫，用客户端 类方法传入类名作为参数）。
- 工厂方法模式：简单工厂的一个变体，定义了一个抽象接口，子类继承这个接口完成产品对象的创建 成（不同平台不同信息区，抽象类派生出子类，在子类中实现产品对象的创建，客户端只要选择实例化 哪个子类即可，因为接口调用是设置好在类的初始化中了）。
- 抽象工厂方法：提供了一个接口，无需指定具体的类就能创建一系列的相关对象（印式美式披萨， 实例化工厂美式披萨工厂，调用生产方法创建某个类型的披萨，也可以整个系列的美式披萨都产生）。
下一章是门面模式。
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