Python：水果與設計模式-工廠模式

工廠模式（Factory Pattern）：屬于創建型模式，它提供了一種創建物件的最佳方式，在工廠模式中，我們 在創建物件時不會對客戶端暴露創建邏輯，并且是通過使用一個共同的介面來指向新創建的物件 ，

意圖： 定義一個創建物件的介面，讓其子類自己決定實體化哪一個工廠類，工廠模式使其創建程序延遲到子類進行，

主要解決： 主要解決介面選擇的問題，

何時使用： 我們明確地計劃不同條件下創建不同實體時，

如何解決： 讓其子類實作工廠介面，

關鍵代碼： 創建程序在其子類執行，

優點： 1、一個呼叫者想創建一個物件，只要知道其名稱就可以了， 2、擴展性高，如果想增加一個產品，只要擴展一個工廠類就可以， 3、屏蔽產品的具體實作，呼叫者只關心產品的介面，

缺點： 每次增加一個產品時，都需要增加一個具體類和物件實作工廠，使得系統中類的個數成倍增加，在一定程度上增加了系統的復雜度，同時也增加了系統具體類的依賴，這并不是什么好事，

注意事項： 作為一種創建類模式，在任何需要生成復雜物件的地方，都可以使用工廠方法模式，有一點需要注意的地方就是復雜物件適合使用工廠模式，而簡單物件，特別是只需要通過 new 就可以完成創建的物件，無需使用工廠模式，如果使用工廠模式，就需要引入一個工廠類，會增加系統的復雜度，

應用實體：我想買一些水果（橘子、哈密瓜和葡萄），我可以直接從水果工廠里面購買，但是我不需要知道這些水果的產地是哪里的，它們是如何運輸和包裝的，以及水果工廠的相關流水線是如何運作的，

那我們來一起看看如何使用工廠模式，實作一個購買不同水果的小專案？(づ｡????｡)づ

實作的思路：

• 專案的主體包含3個部分：消費者（買水果的人），水果工廠（賣水果的人），水果大類（實作隱藏的工廠內部細節）
• 消費者主要向水果工廠傳達“購買需求”的相關資訊（水果的種類、包裝、重量等...）；
• 水果工廠主要針對消費者的不同“購買需求”將呼叫不同的水果大類中的子類方法；
• 水果大類主要劃分為各種小類，針對每一類水果有獨特的設計實作細節，

專案的UML用例圖如下：

實作的代碼如下：

class Fruit:
    # 水果大類
    def __init__(self, name, weight):
        self.name = name
        self.weight = weight
        self.price = None
	
    # 計算購買金額的抽象介面
    def purchase(self):
        pass
	# 展示購買資訊的抽象介面
    def show(self):
        pass


class Orange(Fruit):
    # 橘子類
    def __init__(self, name, weight, variety):
        Fruit.__init__(self, name, weight)
        # 不同的橘子型別，價格不同
        if variety == 1:
            self.price = 8.5
        else:
            self.price = 11.0
        # 設定購買的橘子的型別
        self.variety = variety

    def purchase(self):
        money = self.price * self.weight
        return money

    def show(self):
        money = self.purchase()
        print("您購買的水果：%s，單價為：%s(千克/元)，重量為：%f千克\n需要支付的金額共計為：%f元" %
              (self.name, self.price, self.weight, money))


class Hami_Melon(Fruit):
    # 哈密瓜類
    def __init__(self, name, weight):
        Fruit.__init__(self, name, weight)
        # 設定哈密瓜的單價
        self.price = 24.3

    def purchase(self):
        money = self.price * self.weight
        return money

    def show(self):
        money = self.purchase()
        print("您購買的水果：%s，單價為：%s(千克/元)，重量為：%f千克\n需要支付的金額共計為：%f元" %
              (self.name, self.price, self.weight, money))


class Grape(Fruit):
    # 葡萄類
    def __init__(self, name, weight, pack):
        Fruit.__init__(self, name, weight)
        # 設定葡萄的單價
        self.price = 16.2
        # 設定葡萄的包裝方式
        self.pack = pack

    def purchase(self):
        money = self.price * self.weight
        return money

    def show(self):
        money = self.purchase()
        print("您購買的水果：%s，單價為：%s(千克/元)，重量為：%f千克\n需要支付的金額共計為：%f元" %
              (self.name, self.price, self.weight, money))


class FruitFactory:
    # 水果工廠類
    def get_info(self, name, weight, variety, pack):
        weight = float(weight)
        variety, pack = int(variety), int(pack)
        if variety == 0 and pack == 0:
            new_object = Hami_Melon(name, weight)
            return new_object
        elif variety > 0 and pack == 0:
            new_object = Orange(name, weight, variety)
            return new_object
        elif variety == 0 and pack > 0:
            new_object = Orange(name, weight, pack)
            return new_object
        else:
            return None


class Consumer:
    # 消費者類
    def __init__(self):
        # 輸入原始的“購買需求”資訊
        self.name = input("請輸入你要購買的水果名稱：orange / hami_Melon / grape\n")
        self.weight = input("請輸入你要購買水果的重量(kg)：\n")
        self.variety = input("如果您購買橘子，我們有2種橘子：0.不買橘子 1.甘橘 2.砂糖橘\n")
        self.pack = input("如果您購買葡萄，有2中包裝方式：0.不買葡萄 1.散稱 2.盒裝\n")

    def request(self):
        # 回傳相關的購買資訊
        return self.name, self.weight, self.variety, self.pack


if __name__ == '__main__':
    # 創建顧客
    buyer = Consumer()
    # 拿到顧客的購買資訊
    buy_info = buyer.request()
    # 使用水果工廠，傳達指令至水果大類并執行購買操作
    buy_res = FruitFactory().get_info(buy_info[0], buy_info[1], buy_info[2], buy_info[3])
    # 購買資訊的展示
    buy_res.show()

相關的測驗用例：

本文關于設計模式的講解思想，參考鏈接：抽象工廠模式
如果有對python類的創建和繼承等用法還不熟悉的小伙伴，請參考這篇博客： python類的繼承