Python工厂方法模式详解：实例与角色应用

工厂方法模式是一种在软件设计中常用的结构型设计模式，它旨在解决在类的继承关系中创建对象的问题，同时保持了灵活性和模块间的独立性。在Python中，工厂方法模式的应用可以帮助开发者更好地管理对象的创建过程，避免直接暴露产品类的创建逻辑。 该模式的核心在于定义一个抽象的工厂类，它不直接创建产品对象，而是提供一个或多个创建方法，这些方法由具体工厂子类来实现。这样做的好处是降低了耦合度，使得代码更易于维护和扩展，因为当需要添加新产品或修改现有产品时，只需要增加一个新的具体工厂子类即可，而不会影响到现有的客户端代码。 在工厂方法模式的结构中，主要包括以下几个角色： 1. **抽象工厂（Abstract Factory）**：这是模式的核心，定义了一组接口，用于创建一系列相关或相互依赖的对象。在Python中，抽象工厂类定义了创建抽象产品的方法，如`Creator`类中的`factoryMethod`方法。它对外部隐藏具体产品的创建细节，提高了灵活性。 2. **具体工厂（Concrete Creator）**：每个具体工厂子类负责实现特定一组产品对象的创建，它们通常与特定的具体产品相关。例如，如果有一个电子设备系列，可能有电视工厂和手机工厂，这些工厂类会根据需求创建相应的电子设备。 3. **抽象产品（Abstract Product）**：作为所有具体产品共同的父类，它定义了一组通用的接口，具体产品类必须实现这些接口。在Python中，这表现为一个基类或者接口，所有具体产品都继承自它。 4. **具体产品（Concrete Product）**：这是工厂方法模式的目标，是最终创建并使用的对象实例。每个具体产品类都是抽象产品的一个实例，比如电视、手机等。 以下是一个简单的Python示例，展示了如何在`creator.py`文件中实现这些角色： ```python # 抽象工厂角色 class Creator: def factoryMethod(self): pass # 具体工厂角色（假设有一个电视工厂和手机工厂） class TVFactory(Creator): def create_tv(self): return TV() class PhoneFactory(Creator): def create_phone(self): return Phone() # 抽象产品 class AbstractDevice: def on(self): pass # 具体产品 class TV(AbstractDevice): # 实现on方法... class Phone(AbstractDevice): # 实现on方法... ``` 在实际项目中，当客户端代码需要创建一个设备时，只需调用相应具体工厂的创建方法，无需关心具体的实现细节。这有助于保持系统的松耦合和高内聚，提升了代码的可重用性和扩展性。