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简单工厂模式

工厂模式是最常用的一类创建型设计模式,通常我们所说的工厂模式是指工厂方法模式,它也是使用频率最高的工厂模式。 简单工厂模式是工厂方法模式的“小弟”,它不属于GoF 23种设计模式,但在软件开发中应用广泛,通常将它作为学习其他工厂模式的入门。 此外,工厂方法模式还有一位“大哥”——抽象工厂模式。这三种工厂模式各具特色,难度也逐个加大,在软件开发中它们都得到了广泛的应用,成为面向对象软件中常用的创建对象的工具。

简单工厂模式的定义

简单工厂模式(Simple Factory Pattern):定义一个工厂类,它可以根据参数的不同返回不同类的实例(具体产品对象类-比如猫、狗、鸟等),被创建的实例通常都具有共同的父类(抽象产品对象类-比如动物)。因为在简单工厂模式中用于创建实例的方法是静态(static)方法,因此简单工厂模式又被称为静态工厂方法(Static Factory Method)模式。 在使用简单工厂模式时,首先需要对产品类进行重构,不能设计一个包罗万象的产品类,而需根据实际情况设计一个产品层次结构,将所有产品类公共的代码移至抽象产品类,并在抽象产品类中声明一些抽象方法,以供不同的具体产品类来实现。

简单工厂模式的示例

代码中抽象了一个公共类Animal抽象dog、cat公共的方法、两个具体类dog、cat实现Animal以及一个工厂类animalFactory控制具体类的生成。 示例代码

# 抽象产品类
class Animal():
    name = ""
    weight = 0.0
    type = "Animal"

    def get_weight(self):
        return self.weight

    def set_weight(self, weight):
        self.price = weight

    def get_name(self):
        return self.name

# 具体产品类
class dog(Animal):
    def __init__(self):
        self.name = "dog"
        self.weight = 40.0

# 具体产品类
class cat(Animal):
    def __init__(self):
        self.name = "cat"
        self.weight = 5.0

# 简单工厂类
class animalFactory():

    def create(self, animal):
        if animal == 'dog':
            animalIns = dog()
        elif animal == 'cat':
            animalIns = cat()
        return animalIns


if __name__ == "__main__":
    animal_factory = animalFactory()
    dog = animal_factory.create("dog")
    print(dog.get_name(), dog.get_weight()) # dog 40.0

简单工厂模式的优点

(1) 工厂类包含必要的判断逻辑,可以决定在什么时候创建哪一个产品类的实例,客户端可以免除直接创建产品对象的职责,而仅仅“消费”产品,简单工厂模式实现了对象创建和使用的分离。 (2) 客户端无须知道所创建的具体产品类的类名,只需要知道具体产品类所对应的参数即可,对于一些复杂的类名,通过简单工厂模式可以在一定程度减少使用者的记忆量。 (3) 通过引入配置文件,可以在不修改任何客户端代码的情况下更换和增加新的具体产品类,在一定程度上提高了系统的灵活性。

简单工厂模式的缺点

(1) 由于工厂类集中了所有产品的创建逻辑,职责过重,一旦不能正常工作,整个系统都要受到影响。 (2) 使用简单工厂模式势必会增加系统中类的个数(引入了新的工厂类),增加了系统的复杂度和理解难度。 (3) 系统扩展困难,一旦添加新产品就不得不修改工厂逻辑,违背了开闭原则。在产品类型较多时,有可能造成工厂逻辑过于复杂,不利于系统的扩展和维护。 (4) 简单工厂模式由于使用了静态工厂方法,造成工厂角色无法形成基于继承的等级结构。

简单工厂模式的适用场景

(1) 工厂类负责创建的对象比较少,由于创建的对象较少,不会造成工厂方法中的业务逻辑太过复杂。 (2) 客户端只知道传入工厂类的参数,对于如何创建对象并不关心。