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前言
抽象工厂设计模式是抽象方法的一种泛化。概括来说,一个抽象工厂是(逻辑上)一组工厂方法,其中的每个工厂方法负责产生不同种类的对象。
现实生活的例子
汽车制造业应用了抽象工厂的思想。冲压不同的汽车模型的部件(车门、仪表盘、车篷、挡泥板及反光镜等)所使用的机件是相同的 ,机件装配起来的模型随时可配置,且易于改变。
应用案例
因为抽象工厂模式是工厂方法模式的一种泛化,所以它提供相同的好处:让对象的创建更容易追踪,将对象创建与使用解耦,提供优化内存占用和应用性能的潜力。
抽象工厂的特点:在使用工厂方法时从用户视角通常是看不到的,那就是抽象工厂能够通过改变激活的工厂方法动态地(运行时)改变应用行为,而不需要终止应用然后重新启动。
代码实现
想象一下,我们正在创造一个游戏,或者想在应用中包含一个迷你游戏让用户娱乐。我们希望至少包含两个游戏,一个面向孩子,一个面向成人。
在运行时,基于用户输入,决定该创建哪个游戏并运行,游戏的创建部分由一个抽象工厂维护。
从孩子的游戏说起,我们将该游戏命名为FrogWord。主人公是一只青蛙,喜欢吃虫子。
每个英雄都需要一个好名字,在我们的例子中,这个名字在运行时由用户给定。
方法interact_with()用于描述青蛙与障碍物(比如,虫子、迷宫或者其他青蛙)之间的交互。
交互。
class Frog: def __init__(self, name): self.name = name
def __str__(self): return self.name
def interact_with(self, obstacle): print('{} the Frog encounters {} and {}!'.format(self, obstacle, obstacle.action()))
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障碍物可以有很多种,但对于我们的例子,可以仅仅是虫子,当青蛙遇到一只虫子,只支持一种动物,那就是吃掉它!
class Bug: def __str__(self): return 'a bug'
def action(self): return 'eats it'
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类FrogWord是一个抽象工厂,其主要职责是创建游戏的主人公和障碍物。
区分创建方法并使其名字通用(比如,make_character()和make_obstacle()),这让我们可以动态改变当前激活的工厂(也因此改变了当前激活的游戏),而无需进行任何代码变更。
在一门静态语言中,抽象工厂是一个抽象类/接口,具备一些空方法,但在Python中无需如此,因为类型是在运行时检测的。
class FrogWorld: def __init__(self, name): print(self) self.player_name = name
def __str__(self): return '\n\n\t-------- Frog World-----------'
def make_character(self): return Frog(self.player_name)
def make_obstacle(self): return Bug()
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WizardWorld游戏类似,在故事中唯一的区别是男巫战怪兽,而不是青蛙吃虫子。
class Wizard: def __init__(self, name): self.name = name
def __str__(self): return self.name
def interact_with(self, obstacle): print('{} the Frog encounters {} and {}!'.format(self, obstacle, obstacle.action()))
class Ork: def __str__(self): return 'an evil ork'
def action(self): return 'kills it'
class WizardWorld: def __init__(self, name): print(self) self.player_name = name
def __str__(self): return '\n\t--------- Wizard World---------'
def make_character(self): return Wizard(self.player_name)
def make_obstacle(self): return Ork()
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类GameEnvironment是我们游戏的主入口。它接收factory作为输入,用其创建游戏的世界。
方法play()则会启动hero和obstacle之间的交互:
class GameEnvironment: def __init__(self, factory): self.hero = factory.make_character() self.obstacle = factory.make_obstacle()
def play(self): self.hero.interact_with(self.obstacle)
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函数validate_age()提示用户提供一个有效的年龄,如果年龄无效,则会返回一个元组,其第一个元素设置为False。
如果年龄没有问题,元组的第一个元素则设置为True,但我们真正关心的是元组的第二个元素,也就是用户提供的年龄。
def validate_age(name): age = input("Welcome {}. How old are you? ".format(name)) try: age = int(age) return True, age
except ValueError: print("Age {} is invalid, please try again...".format(age)) return False, age
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最后一个要点是main()函数,该函数请求用户的姓名和年龄,并根据用户的年龄决定该玩哪个游戏。
def main(): name = input("Hello. What's your name? ") valid_input = False age = None while not valid_input: valid_input, age = validate_age(name) game = FrogWorld if age < 18 else WizardWorld environment = GameEnvironment(game(name)) environment.play()
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抽象工厂实现的完整代码
class Frog: def __init__(self, name): self.name = name
def __str__(self): return self.name
def interact_with(self, obstacle): print('{} the Frog encounters {} and {}!'.format(self, obstacle, obstacle.action()))
class Bug: def __str__(self): return 'a bug'
def action(self): return 'eats it'
class FrogWorld: def __init__(self, name): print(self) self.player_name = name
def __str__(self): return '\n\n\t-------- Frog World-----------'
def make_character(self): return Frog(self.player_name)
def make_obstacle(self): return Bug()
class Wizard: def __init__(self, name): self.name = name
def __str__(self): return self.name
def interact_with(self, obstacle): print('{} the Frog encounters {} and {}!'.format(self, obstacle, obstacle.action()))
class Ork: def __str__(self): return 'an evil ork'
def action(self): return 'kills it'
class WizardWorld: def __init__(self, name): print(self) self.player_name = name
def __str__(self): return '\n\t--------- Wizard World---------'
def make_character(self): return Wizard(self.player_name)
def make_obstacle(self): return Ork()
class GameEnvironment: def __init__(self, factory): self.hero = factory.make_character() self.obstacle = factory.make_obstacle()
def play(self): self.hero.interact_with(self.obstacle)
def validate_age(name): age = input("Welcome {}. How old are you? ".format(name)) try: age = int(age) return True, age
except ValueError: print("Age {} is invalid, please try again...".format(age)) return False, age
def main(): name = input("Hello. What's your name? ") valid_input = False age = None while not valid_input: valid_input, age = validate_age(name) game = FrogWorld if age < 18 else WizardWorld environment = GameEnvironment(game(name)) environment.play()
if __name__ == '__main__': main()
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End