Python设计模式详解之3 —— 抽象工厂模式

抽象工厂模式也是一种创建型设计模式，它提供一个接口，用于创建一系列相关或相互依赖的对象，而无需指定它们的具体类。它特别适合在需要创建多个相关对象且这些对象在逻辑上属于一个“产品族”时使用。

结构：

抽象产品：定义了产品家族中每个产品的接口。
具体产品：实现抽象产品接口的具体类。
抽象工厂：声明了创建一系列相关产品的方法。
具体工厂：实现抽象工厂接口，提供具体产品的实例。

实现方式：

python">from abc import ABC, abstractmethod# 抽象产品类
class Chair(ABC):@abstractmethoddef sit_on(self):passclass Sofa(ABC):@abstractmethoddef lie_on(self):pass# 具体产品类
class VictorianChair(Chair):def sit_on(self):return "Sitting on a Victorian Chair."class ModernChair(Chair):def sit_on(self):return "Sitting on a Modern Chair."class VictorianSofa(Sofa):def lie_on(self):return "Lying on a Victorian Sofa."class ModernSofa(Sofa):def lie_on(self):return "Lying on a Modern Sofa."# 抽象工厂类
class FurnitureFactory(ABC):@abstractmethoddef create_chair(self):pass@abstractmethoddef create_sofa(self):pass# 具体工厂类
class VictorianFurnitureFactory(FurnitureFactory):def create_chair(self):return VictorianChair()def create_sofa(self):return VictorianSofa()class ModernFurnitureFactory(FurnitureFactory):def create_chair(self):return ModernChair()def create_sofa(self):return ModernSofa()# 使用示例
factory = VictorianFurnitureFactory()
chair = factory.create_chair()
sofa = factory.create_sofa()
print(chair.sit_on())  # 输出 "Sitting on a Victorian Chair."
print(sofa.lie_on())   # 输出 "Lying on a Victorian Sofa."

优点：

一致性：确保同一产品族的对象之间可以协作。
解耦：客户端代码与具体类解耦，使得代码更灵活和易于维护。
符合开闭原则：添加新的产品族时，只需添加新的具体工厂类即可，无需修改已有代码。

缺点：

复杂性增加：需要为每个产品族定义新的具体工厂，类的数量会显著增加。
扩展困难：增加新的产品接口（如添加Table）需要修改所有的工厂接口及其实现。

适用场景：

系统需要创建一系列相关的产品对象，而这些对象在逻辑上属于一个产品族。
系统希望提供产品族的多个变体，但保证客户端只使用同一变体的对象。

抽象工厂模式 vs. 简单工厂模式 vs. 工厂方法模式

简单工厂模式：
- 创建对象方式：通过一个工厂类的静态方法根据输入创建对象。
- 优点：实现简单，易于使用。
- 缺点：不符合开闭原则，扩展性差。
- 适用场景：适合创建少量、简单对象的场景。
工厂方法模式：
- 创建对象方式：通过子类实现的工厂方法创建具体对象。
- 优点：符合开闭原则，每新增产品只需扩展具体工厂类。
- 缺点：增加了实现复杂度和类的数量。
- 适用场景：适合创建多种对象，且需要易于扩展的场景。
抽象工厂模式：
- 创建对象方式：通过具体工厂创建一系列相关或相互依赖的对象。
- 优点：能够保证同一产品族对象的协作一致性，符合开闭原则。
- 缺点：实现复杂，扩展产品结构较困难。
- 适用场景：适合需要创建一系列相关对象的场景，确保产品之间的一致性。