轻松创建对象——简单工厂模式（Python实现）

news2024/10/6 20:53:22

1. 引言

大家好，又见面了！今天我们要聊的是设计模式中的“万能钥匙”——简单工厂模式。想象一下，如果每次你都得亲自动手创建各种对象，不仅累得像个陀螺，还可能搞得一团糟。别怕，简单工厂模式来拯救你！它就像一个神奇的工厂，可以根据你的需求生产出各种对象。今天，我们就来揭开这个神奇模式的面纱，让你轻松创建对象不再烦恼。准备好了吗？Let’s go!

2. 什么是简单工厂模式

简单工厂模式（Simple Factory Pattern）是一种创建型设计模式，它定义一个工厂类，根据传入的参数决定创建哪一种产品类的实例。简单来说，简单工厂模式就是把创建对象的任务交给一个专门的工厂类，让工厂来决定生产哪种对象，咱们只需安心享用即可。

3. 简单工厂模式的实现

示例一：形状工厂

假如你是个艺术家，需要画各种形状，圆形、方形啥的，你可以用简单工厂模式让工厂帮你搞定这些形状对象：

代码实现

class Shape:
    def draw(self):
        pass

class Circle(Shape):
    def draw(self):
        print("Drawing a Circle")

class Square(Shape):
    def draw(self):
        print("Drawing a Square")

class ShapeFactory:
    @staticmethod
    def create_shape(shape_type):
        if shape_type == "circle":
            return Circle()
        elif shape_type == "square":
            return Square()
        else:
            return None

# 使用示例
factory = ShapeFactory()
shape1 = factory.create_shape("circle")
shape1.draw()  # 输出: Drawing a Circle

shape2 = factory.create_shape("square")
shape2.draw()  # 输出: Drawing a Square

详细代码解析

Shape是个接口类，定义了draw方法，咱们所有的形状都要实现它；
Circle和Square类分别实现了Shape接口，具体画啥样子它们说了算；
ShapeFactory类有个静态方法create_shape，根据传入的形状类型参数创建并返回对应的形状对象；
我们只需通过调用ShapeFactory.create_shape方法并传入形状类型，就能轻松得到相应的形状对象。

示例二：日志记录器工厂

现在你是个开发者，搞个日志系统，你想要不同级别的日志记录器来帮你分门别类记录信息，简单工厂模式也能派上用场：

代码实现

class Logger:
    def log(self, message):
        pass

class InfoLogger(Logger):
    def log(self, message):
        print(f"INFO: {message}")

class ErrorLogger(Logger):
    def log(self, message):
        print(f"ERROR: {message}")

class LoggerFactory:
    @staticmethod
    def create_logger(logger_type):
        if logger_type == "info":
            return InfoLogger()
        elif logger_type == "error":
            return ErrorLogger()
        else:
            return None

# 使用示例
logger_factory = LoggerFactory()
info_logger = logger_factory.create_logger("info")
info_logger.log("This is an informational message.")  # 输出: INFO: This is an informational message.

error_logger = logger_factory.create_logger("error")
error_logger.log("This is an error message.")  # 输出: ERROR: This is an error message.

详细代码解析

Logger是个接口类，定义了log方法；
InfoLogger和ErrorLogger类实现了Logger接口，分别负责记录不同级别的日志；
LoggerFactory类的静态方法create_logger根据传入的日志类型参数创建并返回对应的日志记录器对象；
你只需通过调用LoggerFactory.create_logger方法并传入日志类型参数，就能得到相应的日志记录器对象。

示例三：数据库连接工厂

假如你现在是个DBA，需要管理多个数据库连接，简单工厂模式同样能帮你搞定这个问题：

代码实现

class DatabaseConnection:
    def connect(self):
        pass

class MySQLConnection(DatabaseConnection):
    def connect(self):
        print("Connecting to MySQL database...")

class PostgreSQLConnection(DatabaseConnection):
    def connect(self):
        print("Connecting to PostgreSQL database...")

class DatabaseConnectionFactory:
    @staticmethod
    def create_connection(db_type):
        if db_type == "mysql":
            return MySQLConnection()
        elif db_type == "postgresql":
            return PostgreSQLConnection()
        else:
            return None

# 使用示例
db_factory = DatabaseConnectionFactory()
mysql_connection = db_factory.create_connection("mysql")
mysql_connection.connect()  # 输出: Connecting to MySQL database...

postgresql_connection = db_factory.create_connection("postgresql")
postgresql_connection.connect()  # 输出: Connecting to PostgreSQL database...

详细代码解析

DatabaseConnection是个接口类，定义了connect方法；
MySQLConnection和PostgreSQLConnection类实现了DatabaseConnection接口，分别负责不同数据库的连接；
DatabaseConnectionFactory类的静态方法create_connection根据传入的数据库类型参数创建并返回对应的数据库连接对象；
你只需通过调用DatabaseConnectionFactory.create_connection方法并传入数据库类型参数，就能得到相应的数据库连接对象。

4. 简单工厂模式的优缺点

优点

解耦：把对象的创建过程封装在工厂类里，客户端代码只需关心怎么用，不用关心怎么创建；
灵活性：通过工厂类可以灵活地创建不同类型的对象，扩展性杠杠的。

缺点

违背开闭原则：每次新增对象类型，都得改工厂类，比较麻烦；
单一职责问题：工厂类负责创建所有对象，复杂项目里可能会比较臃肿。

6.示意图

图片来源：https://xie.infoq.cn/article/270b6bbfd752d9906bf0a09df

7. 总结

简单工厂模式就是这么神奇，它让对象的创建变得简单又高效，适用于各种需要灵活创建对象的场景。虽然它有一些缺点，但在大多数情况下，简单工厂模式依然是个非常实用的设计模式。
希望今天的分享能让大家对简单工厂模式有更深入的理解。如果你在项目中也用到了简单工厂模式，欢迎留言分享你的经验和见解！
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