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设计模式：工厂方法模式

一、简单工厂模式

1、内容

不直接向客户端暴露对象创建的实现细节，而是通过一个工厂类来负责创建产品类的实例

关注的是对象创建的细节

2、角色

1、工厂角色（Factory）

class PaymentFactory: #工厂类 封装了对象创建的细节
    def create_payment(self, method):
        if method == "alipay":
            return Alipay()
        elif method == "yuebao":
            return Alipay(True)
        elif method == "applepay":
            return ApplePay()
        else:
            raise NameError(method)

f = PaymentFactory()
p = f.create_payment("alipay")
p.pay(100)

2、抽象产品角色（Product）

class Payment(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def pay(self, money):
        pass

3、具体产品角色（Concrete Product）

class Alipay(Payment):
    def __init__(self, enable_yuebao=False):
        self.enable_yuebao = enable_yuebao

    def pay(self, money):
        if self.enable_yuebao:
            print("余额宝支付%s元" % money)
        else:
            print("支付宝支付%s元" % money)

class ApplePay(Payment):
    def pay(self, money):
        print("苹果支付%s元" % money)

4、完整的代码

from abc import abstractmethod, ABCMeta


#抽象产品角色
class Payment(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def pay(self, money):
        pass

#具体产品角色
class Alipay(Payment):
    def __init__(self, enable_yuebao=False):
        self.enable_yuebao = enable_yuebao

    def pay(self, money):
        if self.enable_yuebao:
            print("余额宝支付%s元" % money)
        else:
            print("支付宝支付%s元" % money)

class ApplePay(Payment):
    def pay(self, money):
        print("苹果支付%s元" % money)

#工厂角色
class PaymentFactory: #工厂类 封装了对象创建的细节
    def create_payment(self, method):
        if method == "alipay":
            return Alipay()
        elif method == "yuebao":
            return Alipay(True)
        elif method == "applepay":
            return ApplePay()
        else:
            raise NameError(method)

f = PaymentFactory()
p = f.create_payment("alipay")
p.pay(100)

3、uml

4、优点

1、隐藏了对象创建的实现细节，客户端不需要修改代码

1、实现代码

class PaymentFactory: #工厂类 封装了对象创建的细节
    def create_payment(self, method):
        if method == "alipay":
            return Alipay()
        elif method == "yuebao":
            return Alipay(True)
        elif method == "applepay":
            return ApplePay()
        else:
            raise NameError(method)
f = PaymentFactory()
p = f.create_payment("alipay")
p.pay(100)

2、输出

"C:Program FilesPython35python.exe" F:/1_factory.py
支付宝支付100元

Process finished with exit code 0

5、缺点

违反了单一职责原则，将创建逻辑集中到一个工厂类里，当添加新产品时，需要修改工厂类代码，违反了开闭原则

6、案例

1、现在要加一个支付宝

class Alipay(Payment):
    def __init__(self, enable_yuebao=False):
        self.enable_yuebao = enable_yuebao

    def pay(self, money):
        if self.enable_yuebao:
            print("余额宝支付%s元" % money)
        else:
            print("支付宝支付%s元" % money)

2、对用户隐藏细节

class PaymentFactory:
    def create_payment(self, method):
        if method == "alipay":
            return Alipay()
        elif method == "yuebao":
            return Alipay(True)
        elif method == "applepay":
            return ApplePay()
        else:
            raise NameError(method)

f = PaymentFactory()
p = f.create_payment("yuebao")
p.pay(100)

			
"C:Program FilesPython35python.exe" F:/1_factory.py
余额宝支付100元

Process finished with exit code 0

二、工厂方法模式

1、内容

定义一个用于创建对象的接口（工厂接口），让子类决定实例化哪一个产品类。

2、角色

1、抽象工厂角色（Creator）

class PaymentFactory(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def create_payment(self):
        pass

2、具体工厂角色（Concrete Creator）

class AlipayFactory(PaymentFactory):
    def create_payment(self):
        return Alipay()

class ApplePayFactory(PaymentFactory):
    def create_payment(self):
        return ApplePay()

3、抽象产品角色（Product）

class Payment(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def pay(self, money):
        pass

4、具体产品角色（Concrete Product）

class AlipayFactory(PaymentFactory):
    def create_payment(self):
        return Alipay()

class ApplePayFactory(PaymentFactory):
    def create_payment(self):
        return ApplePay()

5、完成代码

from abc import abstractmethod, ABCMeta

#抽象产品角色
class Payment(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def pay(self, money):
        pass

#具体产品角色
class Alipay(Payment):
    def pay(self, money):
        print("支付宝支付%s元" % money)


class ApplePay(Payment):
    def pay(self, money):
        print("苹果支付%s元"%money)


#抽象工厂角色
class PaymentFactory(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def create_payment(self):
        pass

#具体工程角色
class AlipayFactory(PaymentFactory):
    def create_payment(self):
        return Alipay()

class ApplePayFactory(PaymentFactory):
    def create_payment(self):
        return ApplePay()


# 用户输入
# 支付宝，120

af = AlipayFactory()
ali = af.create_payment()
ali.pay(120)

3、优点

1、每个具体产品都对应一个具体工厂类，不需要修改工厂类代码

2、工厂类可以不知道它所创建的对象的类

3、隐藏了对象创建的实现细节

4、缺点

　　每增加一个具体产品类，就必须增加一个相应的具体工厂类

5、适用场景

1、需要生产多种、大量复杂对象的时候

2、需要降低耦合度的时候

3、当系统中的产品种类需要经常扩展的时候

6、uml类图

1、说明

1、三角：继承
2、虚线：是依赖
3、虚线圆圈：是注释

7、案例

1、如何创建

af = AlipayFactory()
ali = af.create_payment()
ali.pay(120)


"C:Program FilesPython35python.exe" F:/2_factory_method.py
支付宝支付120元

Process finished with exit code 0

三、抽象工厂模式

1、内容

定义一个工厂类接口，让工厂子类来创建一系列相关或相互依赖的对象

生产一部手机，需要手机壳、CPU、操作系统三类对象进行组装，其中每类对象都有不同的种类。对每个具体工厂，分别生产一部手机所需要的三个对象。

2、角色

1、完整代码

from abc import abstractmethod, ABCMeta

# ------抽象产品------
class PhoneShell(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def show_shell(self):
        pass

class CPU(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def show_cpu(self):
        pass

class OS(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def show_os(self):
        pass


# ------抽象工厂------

class PhoneFactory(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def make_shell(self):
        pass

    @abstractmethod
    def make_cpu(self):
        pass

    @abstractmethod
    def make_os(self):
        pass


# ------具体产品------


class SmallShell(PhoneShell):
    def show_shell(self):
        print("普通手机小手机壳")

class BigShell(PhoneShell):
    def show_shell(self):
        print("普通手机大手机壳")

class AppleShell(PhoneShell):
    def show_shell(self):
        print("苹果手机壳")


class SnapDragonCPU(CPU):
    def show_cpu(self):
        print("骁龙CPU")


class MediaTekCPU(CPU):
    def show_cpu(self):
        print("联发科CPU")


class AppleCPU(CPU):
    def show_cpu(self):
        print("苹果CPU")


class Android(OS):
    def show_os(self):
        print("Android系统")


class IOS(OS):
    def show_os(self):
        print("iOS系统")


# ------具体工厂------

class MiFactory(PhoneFactory):
    def make_cpu(self):
        return SnapDragonCPU()

    def make_os(self):
        return Android()

    def make_shell(self):
        return BigShell()


class HuaweiFactory(PhoneFactory):
    def make_cpu(self):
        return MediaTekCPU()

    def make_os(self):
        return Android()

    def make_shell(self):
        return SmallShell()


class IPhoneFactory(PhoneFactory):
    def make_cpu(self):
        return AppleCPU()

    def make_os(self):
        return IOS()

    def make_shell(self):
        return AppleShell()


# ------客户端------


class Phone:
    def __init__(self, cpu, os, shell):
        self.cpu = cpu
        self.os = os
        self.shell = shell

    def show_info(self):
        print("手机信息:")
        self.cpu.show_cpu()
        self.os.show_os()
        self.shell.show_shell()


def make_phone(factory):
    cpu = factory.make_cpu()
    os = factory.make_os()
    shell = factory.make_shell()
    return Phone(cpu, os, shell)


p1 = make_phone(IPhoneFactory())
p1.show_info()

2、角色介绍　

抽象工厂角色（Creator）
具体工厂角色（Concrete Creator）
抽象产品角色（Product）
具体产品角色（Concrete Product）
客户端（Client）

相比工厂方法模式，抽象工厂模式中的每个具体工厂都生产一套产品。

3、UML类图

4、缺点

难以支持新种类的（抽象）产品

3、优点

将客户端与类的具体实现相分离
每个工厂创建了一个完整的产品系列，使得易于交换产品系列
有利于产品的一致性（即产品之间的约束关系）

4、应用场景

系统要独立于产品的创建与组合时
强调一系列相关的产品对象的设计以便进行联合使用时
提供一个产品类库，想隐藏产品的具体实现时

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