你好，我是程序员雪球。
今天我们来了解设计模式之工厂模式。
工厂模式有简单工厂模式、工厂方法模式和抽象工厂模式三种，下面是这三种模式的优缺点对比、使用场景以及代码实例：
一、简单工厂模式
1. 优点：
- 客户端不需要知道具体产品类的类名，只需要知道具体产品类所对应的参数即可，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。
- 工厂类包含了必要的逻辑判断，根据客户端的选择条件动态实例化产品类，客户端可以省去与具体产品类的关联，降低了系统的耦合度。
- 可以将产品的创建和使用分离，客户端无需关心产品的创建过程，只需调用工厂类即可获取产品对象，符合开闭原则。
2. 缺点：
- 不符合开闭原则，工厂类集中了所有产品创建逻辑，一旦不能正常工作，整个系统都要受到影响。
- 难以支持新种类的产品。如果添加新产品就需要修改工厂类的创建逻辑，违背了开闭原则。
3. 使用场景：
- 工厂类负责创建的对象比较少。
- 客户端只知道传入工厂类的参数，对于如何创建对象不关心。
4. 代码实例：
class Phone:
def __init__(self, brand, price):
self.brand = brand
self.price = price
def show(self):
print(f"{self.brand}的价格是{self.price}元")
class Factory:
def create_phone(self, brand, price):
if brand == "Huawei":
return Huawei()
elif brand == "Xiaomi":
return Xiaomi()
elif brand == "Apple":
return Apple()
else:
return None
# 创建工厂对象并生产产品
factory = Factory()
phone = factory.create_phone("Huawei", 3000)
phone.show()
在这个例子中，我们定义了一个 Phone 类，它有两个属性 brand 和 price ，以及一个方法 show 。然后，我们定义了一个 Factory 类，它有一个方法 create_phone ，根据传入的 brand 和 price 返回相应的 phone 对象。最后，我们创建了一个 Factory 对象 factory ，并调用 create_phone 方法来生产 phone 对象。根据传入的参数，工厂会返回相应的 phone 对象。
二、工厂方法模式
1. 优点：
- 符合开闭原则，在不修改工厂类的情况下，可以增加新的具体产品类。
- 工厂方法模式把具体产品的创建委托给相应的工厂类，客户端只需要知道具体产品类所对应的工厂类即可，无需关心产品的创建过程，符合迪米特法则。
2. 缺点：
- 在添加新产品时，需要同时添加新的工厂类，增加了系统的复杂度。
3. 使用场景：
- 工厂方法模式适用于产品种类较多的情况，可以将产品的创建和使用分离，便于系统的扩展和维护。
- 客户端不知道具体产品类的类名，只需要知道具体产品类所对应的工厂类即可，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。
4. 代码实例：
class Phone:
def __init__(self, brand, price):
self.brand = brand
self.price = price
def show(self):
print(f"{self.brand}的价格是{self.price}元")
class Factory:
def create_phone(self, brand):
if brand == "Huawei":
return Huawei()
elif brand == "Xiaomi":
return Xiaomi()
elif brand == "Apple":
return Apple()
else:
return None
# 创建工厂对象并生产产品
factory = Factory()
phone = factory.create_phone("Huawei")
phone.show()
在这个例子中，我们定义了一个 Phone 类，它有两个属性 brand 和 price ，以及一个方法 show 。然后，我们定义了一个 Factory 类，它有一个方法 create_phone ，根据传入的 brand 返回相应的 phone 对象。最后，我们创建了一个 Factory 对象 factory ，并调用 create_phone 方法来生产 phone 对象。根据传入的参数，工厂会返回相应的 phone 对象。
三、抽象工厂模式
1. 优点：
- 符合开闭原则，在不修改工厂类的情况下，可以增加新的产品族，在不修改客户端的情况下，可以增加新的具体产品。
- 抽象工厂模式可以提供更高的灵活性和扩展性，当需要增加新的产品族时，只需要添加新的具体工厂类即可，不需要修改已有代码，符合开闭原则。
2. 缺点：
- 抽象工厂模式的类层次结构比较复杂，不太适合小型项目。
3. 使用场景：
- 抽象工厂模式适用于需要创建一系列相关或相互依赖的对象的情况，可以将对象的创建和使用分离，便于系统的扩展和维护。
- 抽象工厂模式可以与工厂方法模式结合使用，将产品族的创建和具体产品的创建分离，进一步提高系统的灵活性和扩展性。
4. 代码实例：
class Phone:
def __init__(self, brand, price):
self.brand = brand
self.price = price
def show(self):
print(f"{self.brand}的价格是{self.price}元")
class Factory:
def create_phone(self, brand, series):
if brand == "Huawei":
if series == "Mate":
return Mate()
elif series == "P":
return P()
elif series == "Nova":
return Nova()
else:
return None
elif brand == "Xiaomi":
if series == "Mi":
return Mi()
elif series == "Redmi":
return Redmi()
else:
return None
elif brand == "Apple":
if series == "iPhone":
return iPhone()
elif series == "iPad":
return iPad()
else:
return None
else:
return None
# 创建工厂对象并生产产品
factory = Factory()
phone = factory.create_phone("Huawei", "Mate")
phone.show()
在这个例子中，我们定义了一个 Phone 类，它有两个属性 brand 和 price ，以及一个方法 show 。然后，我们定义了一个 Factory 类，它有一个方法 create_phone ，根据传入的 brand 和 series 返回相应的 phone 对象。最后，我们创建了一个 Factory 对象 factory ，并调用 create_phone 方法来生产 phone 对象。根据传入的参数，工厂会返回相应的 phone 对象。
总的来说，工厂模式是一种创建对象的设计模式，它将对象的创建和使用分离，客户端不需要知道具体产品类的类名，只需要知道具体产品类所对应的工厂类即可，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。
总结
刚刚我们分别讲了三种工厂模式的优缺点，应用场景，以及代码示例。我们来回顾一下：
一、简单工厂模式
优点：
1、提高灵活性；
2、降低系统耦合性；
3、符合开闭原则；
缺点：
1、会受到工厂类的影响；
2、添加需要修改工厂类；
使用场景：
1、创建比较少的对象；
2、客户端只关注传入工厂类的参数；
二、工厂方法模式
优点：
1、符合开闭原则；
2、符合迪米特法则；
缺点：
1、需要添加工厂类
使用场景：
1、产品种类较多情况；
2、客户端只需要知道对应工厂类；
三、抽象工厂模式
优点：
1、符合开闭原则；
2、更具灵活性和扩展性；
缺点：
1、层次结构复杂，不适合小型项目；
使用场景：
1、适用于需要创建一系列相关或相互依赖的对象的情况；
2、可以与工厂方法模式结合使用，将产品族的创建和具体产品的创建分离，进一步提高系统的灵活性和扩展性。
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