轻松创建对象——简单工厂模式（Python实现）

1. 引言

大家好，又见面了！今天我们要聊的是设计模式中的“万能钥匙”——简单工厂模式。想象一下，如果每次你都得亲自动手创建各种对象，不仅累得像个陀螺，还可能搞得一团糟。别怕，简单工厂模式来拯救你！它就像一个神奇的工厂，可以根据你的需求生产出各种对象。今天，我们就来揭开这个神奇模式的面纱，让你轻松创建对象不再烦恼。准备好了吗？Let’s go!

2. 什么是简单工厂模式

简单工厂模式（Simple Factory Pattern）是一种创建型设计模式，它定义一个工厂类，根据传入的参数决定创建哪一种产品类的实例。简单来说，简单工厂模式就是把创建对象的任务交给一个专门的工厂类，让工厂来决定生产哪种对象，咱们只需安心享用即可。

3. 简单工厂模式的实现

示例一：形状工厂

假如你是个艺术家，需要画各种形状，圆形、方形啥的，你可以用简单工厂模式让工厂帮你搞定这些形状对象：

代码实现

class Shape:def draw(self):passclass Circle(Shape):def draw(self):print("Drawing a Circle")class Square(Shape):def draw(self):print("Drawing a Square")class ShapeFactory:@staticmethoddef create_shape(shape_type):if shape_type == "circle":return Circle()elif shape_type == "square":return Square()else:return None# 使用示例
factory = ShapeFactory()
shape1 = factory.create_shape("circle")
shape1.draw()  # 输出: Drawing a Circleshape2 = factory.create_shape("square")
shape2.draw()  # 输出: Drawing a Square

详细代码解析

• Shape是个接口类，定义了draw方法，咱们所有的形状都要实现它；
• Circle和Square类分别实现了Shape接口，具体画啥样子它们说了算；
• ShapeFactory类有个静态方法create_shape，根据传入的形状类型参数创建并返回对应的形状对象；
• 我们只需通过调用ShapeFactory.create_shape方法并传入形状类型，就能轻松得到相应的形状对象。

示例二：日志记录器工厂

现在你是个开发者，搞个日志系统，你想要不同级别的日志记录器来帮你分门别类记录信息，简单工厂模式也能派上用场：

代码实现

class Logger:def log(self, message):passclass InfoLogger(Logger):def log(self, message):print(f"INFO: {message}")class ErrorLogger(Logger):def log(self, message):print(f"ERROR: {message}")class LoggerFactory:@staticmethoddef create_logger(logger_type):if logger_type == "info":return InfoLogger()elif logger_type == "error":return ErrorLogger()else:return None# 使用示例
logger_factory = LoggerFactory()
info_logger = logger_factory.create_logger("info")
info_logger.log("This is an informational message.")  # 输出: INFO: This is an informational message.error_logger = logger_factory.create_logger("error")
error_logger.log("This is an error message.")  # 输出: ERROR: This is an error message.

详细代码解析

• Logger是个接口类，定义了log方法；
• InfoLogger和ErrorLogger类实现了Logger接口，分别负责记录不同级别的日志；
• LoggerFactory类的静态方法create_logger根据传入的日志类型参数创建并返回对应的日志记录器对象；
• 你只需通过调用LoggerFactory.create_logger方法并传入日志类型参数，就能得到相应的日志记录器对象。

示例三：数据库连接工厂

假如你现在是个DBA，需要管理多个数据库连接，简单工厂模式同样能帮你搞定这个问题：

代码实现

class DatabaseConnection:def connect(self):passclass MySQLConnection(DatabaseConnection):def connect(self):print("Connecting to MySQL database...")class PostgreSQLConnection(DatabaseConnection):def connect(self):print("Connecting to PostgreSQL database...")class DatabaseConnectionFactory:@staticmethoddef create_connection(db_type):if db_type == "mysql":return MySQLConnection()elif db_type == "postgresql":return PostgreSQLConnection()else:return None# 使用示例
db_factory = DatabaseConnectionFactory()
mysql_connection = db_factory.create_connection("mysql")
mysql_connection.connect()  # 输出: Connecting to MySQL database...postgresql_connection = db_factory.create_connection("postgresql")
postgresql_connection.connect()  # 输出: Connecting to PostgreSQL database...

详细代码解析

• DatabaseConnection是个接口类，定义了connect方法；
• MySQLConnection和PostgreSQLConnection类实现了DatabaseConnection接口，分别负责不同数据库的连接；
• DatabaseConnectionFactory类的静态方法create_connection根据传入的数据库类型参数创建并返回对应的数据库连接对象；
• 你只需通过调用DatabaseConnectionFactory.create_connection方法并传入数据库类型参数，就能得到相应的数据库连接对象。

4. 简单工厂模式的优缺点

优点

• 解耦：把对象的创建过程封装在工厂类里，客户端代码只需关心怎么用，不用关心怎么创建；
• 灵活性：通过工厂类可以灵活地创建不同类型的对象，扩展性杠杠的。

缺点

• 违背开闭原则：每次新增对象类型，都得改工厂类，比较麻烦；
• 单一职责问题：工厂类负责创建所有对象，复杂项目里可能会比较臃肿。

6.示意图

图片来源：https://xie.infoq.cn/article/270b6bbfd752d9906bf0a09df

7. 总结

简单工厂模式就是这么神奇，它让对象的创建变得简单又高效，适用于各种需要灵活创建对象的场景。虽然它有一些缺点，但在大多数情况下，简单工厂模式依然是个非常实用的设计模式。
希望今天的分享能让大家对简单工厂模式有更深入的理解。如果你在项目中也用到了简单工厂模式，欢迎留言分享你的经验和见解！