使用工厂模式实现对象创建与初始化

# 1. 引言

## 1.1 介绍工厂模式

工厂模式是一种常用的设计模式，在面向对象编程中被广泛应用。它提供了一种创建对象的最佳方式，旨在解决对象创建和初始化过程中的一系列问题。

## 1.2 解决的问题和优势

使用工厂模式可以有效地封装对象的创建过程，降低模块之间的耦合度，并提高系统的可维护性和可扩展性。通过工厂模式，我们可以将对象的创建和初始化逻辑从客户端代码中抽离出来，使得客户端只需关心所需对象的接口，而无需关心对象的具体创建细节。

## 1.3 使用工厂模式的场景

工厂模式适用于以下场景：
1. 当一个类不想或无法直接通过构造函数创建对象时；
2. 当需要根据输入条件动态地创建不同类型的对象时；
3. 当希望将对象的创建逻辑集中管理，避免在多个地方重复创建相同类型的对象时。

工厂模式通过提供专门的工厂类来负责对象的创建和初始化，有效地解耦了对象的使用和创建，同时也提高了系统的灵活性和可维护性。

# 2. 工厂模式的原理与类型
2.1 简单工厂模式
2.1.1 概念与原理
2.1.2 代码示例
2.2 工厂方法模式
2.2.1 概念与原理
2.2.2 代码示例
2.3 抽象工厂模式
2.3.1 概念与原理
2.3.2 代码示例

# 3. 使用简单工厂模式创建对象

#### 3.1 需求分析
在实践1中，我们希望通过简单工厂模式来创建一个图形对象，并对该对象进行初始化。我们需要实现以下功能：
- 根据用户输入的图形类型（例如圆形、矩形、三角形），创建相应的图形对象。
- 为创建的图形对象设置具体的属性（例如圆形的半径、矩形的宽度和高度、三角形的三边长度）。
- 能够获取并输出创建的图形对象的相关信息。

#### 3.2 设计与实现
下面我们利用简单工厂模式来实现上述需求。

首先，定义一个抽象的图形接口`Shape`，其中包含一个方法`draw()`用于绘制图形，并为各具体图形对象提供一个实现。

# Shape.py
from abc import ABC, abstractmethod

class Shape(ABC):
    @abstractmethod
    def draw(self):
        pass

然后，我们分别实现圆形、矩形和三角形的具体对象，并继承自`Shape`接口。

# Circle.py

from Shape import Shape

class Circle(Shape):
    def __init__(self, radius):
        self.radius = radius
    def draw(self):
        print(f"绘制圆形，半径为{self.radius}。")

# Rectangle.py

from Shape import Shape

class Rectangle(Shape):
    def __init__(self, width, height):
        self.width = width
        self.height = height
    def draw(self):
        print(f"绘制矩形，宽度为{self.width}，高度为{self.height}。")

# Triangle.py

from Shape import Shape

class Triangle(Shape):
    def __init__(self, side1, side2, side3):
        self.side1 = side1
        self.side2 = side2
        self.side3 = side3
    def draw(self):
        print(f"绘制三角形，三边长度分别为{self.side1}，{self.side2}，{self.side3}。")

接下来，我们创建一个简单工厂类`ShapeFactory`，用于根据用户输入的图形类型来创建相应的图形对象。

# ShapeFactory.py

from Circle import Circle
from Rectangle import Rectangle
from Triangle import Triangle

class ShapeFactory:

    @staticmethod
    def create_shape(shape_type, *args):
        if shape_type == 'circle':
            return Circle(*args)
        elif shape_type == 'rectangle':
            return Rectangle(*args)
        elif shape_type == 'triangle':
            return Triangle(*args)
        else:
            raise ValueError("不支持的图形类型！")

最后，我们编写测试代码，用户输入图形类型及参数，并通过简单工厂模式创建并初始化图形对象。

# main.py

from ShapeFactory import ShapeFactory

def main():
    shape_type = input("请输入图形类型（circle/rectangle/triangle）：")
    if shape_type == 'circle':
        radius = float(input("请输入圆形的半径："))
        shape = ShapeFactory.create_shape(shape_type, radius)
    elif shape_type == 'rectangle':
        width = float(input("请输入矩形的宽度："))
        height = float(input("请输入矩形的高度："))
        shape = ShapeFactory.create_shape(shape_type, width, height)
    elif shape_type == 'triangle':
        side1 = float(input("请输入三角形的第一条边长："))
        side2 = float(input("请输入三角形的第二条边长："))
        side3 = float(input("请输入三角形的第三条边长："))
        shape = ShapeFactory.create_shape(shape_type, side1, side2, side3)
    else:
        print("不支持的图形类型！")
        return
    shape.draw()

if __name__ == "__main__":
    main()

#### 3.3 测试与验证
使用简单工厂模式创建并初始化图形对象的功能已经实现，我们可以进