python：水果與設計模式-抽象工廠模式

抽象工廠模式（Abstract Factory Pattern）：屬于創建型模式，它提供了一種創建物件的最佳方式，在抽象工廠模式中，介面是負責創建一個相關物件的工廠，不需要顯式指定它們的類，每個生成的工廠都能按照工廠模式提供物件，

意圖： 提供一個創建一系列相關或相互依賴物件的介面，而無需指定它們具體的類，

主要解決： 主要解決介面選擇的問題，

何時使用： 系統的產品有多于一個的產品族，而系統只消費其中某一族的產品，

如何解決： 在一個產品族里面，定義多個產品，

關鍵代碼： 在一個工廠里聚合多個同類產品，

優點： 當一個產品族中的多個物件被設計成一起作業時，它能保證客戶端始終只使用同一個產品族中的物件，抽象工廠模式相較于工廠模式，劃分更加明確清晰，面對復雜的生產任務，管理和生產性能會更加高效，

缺點： 產品族擴展非常困難，要增加一整個系列的某一產品，

注意事項： 產品族難擴展，產品等級易擴展，

應用實體： 對于一個生產水果的工廠，工廠模式主要針對一種水果創建一個涵蓋與該水果相關所有業務的工廠（例如：葡萄的運輸、保存、加工、包裝、售賣等相關業務全部被該工廠承包）；而抽象工廠模式主要針對生產其中的某一環節進行創建相應的工廠（例如：運輸工廠負責管理所有水果的運輸，售賣工廠負責管理所有水果的價格和售賣，庫存工廠負責管理所有水果的庫存計數等），

那我們來一起使用抽象工廠模式，構建一個購買水果的收銀小專案吧！(づ｡????｡)づ

實作的思路：

• 專案的主體包含6個部分：消費者（買水果的人），水果工廠（賣水果的人），水果工廠旗下的子工廠（品種工廠、價格工廠、包裝工廠、稱重工廠
• 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”將任務分派給子工廠進行執行；
• 品種工廠負責管理水果的種類，價格工廠負責管理水果的價格，稱重工廠負責水果的稱重，包裝工廠負責水果的包裝方式，

專案的UML用例圖如下：

實作的代碼如下：

class FruitClass:
    # 品種工廠
    def get_name(self, name_index):
        if name_index == 0:
            name_object = OrangeClass()
        elif name_index == 1:
            name_object = Hami_MelonClass()
        elif name_index == 2:
            name_object = GrapeClass()
        else:
            name_object = None

        return name_object


class OrangeClass:
    # 橘子類
    def __init__(self):
        self.name = "橘子"

    def print_name(self):
        print("您購買的水果為：%s" % self.name)


class Hami_MelonClass:
    # 哈密瓜類
    def __init__(self):
        self.name = "哈密瓜"

    def print_name(self):
        print("您購買的水果為：%s" % self.name)


class GrapeClass:
    # 葡萄類
    def __init__(self):
        self.name = "葡萄"

    def print_name(self):
        print("您購買的水果為：%s" % self.name)


class FruitWeight:
    # 稱重工廠
    def __init__(self, weight):
        self.weight = float(weight)

    def print_weight(self):
        print("該水果的重量為：%.2f千克" % self.weight)


class FruitPrice:
    # 價格工廠
    def get_price(self, name_index, variety):
        if name_index == 0:
            price_object = OrangePrice(variety)
        elif name_index == 1:
            price_object = Hami_MelonPrice()
        elif name_index == 2:
            price_object = GrapePrice()
        else:
            price_object = None

        return price_object


class OrangePrice:
    # 橘子價格類
    def __init__(self, variety):
        self.variety = variety
        if self.variety == 1:
            self.price = 8.5
        else:
            self.price = 11.0

    def print_price(self):
        print("該水果的單價為:%.2f元/千克" % self.price)


class Hami_MelonPrice:
    # 哈密瓜價格類
    def __init__(self):
        self.price = 24.3

    def print_price(self):
        print("該水果的價格為:%.2f元/千克" % self.price)


class GrapePrice:
    # 葡萄價格類
    def __init__(self):
        self.price = 16.2

    def print_price(self):
        print("該水果的價格為:%.2f元/千克" % self.price)
        return self.price


class FruitPack:
    # 包裝工廠
    def __init__(self, pack):
        if pack == 1:
            self.pack = "散稱"
        else:
            self.pack = "盒裝"

    def print_pack(self):
        print("該水果的打包方式為：%s" % self.pack)


class FruitFactory:
    def __init__(self, name_index, weight, variety, pack):
        # 任務的分配，品種、重量、價格、包裝方式
        self.name_object = FruitClass().get_name(name_index)
        self.weight_object = FruitWeight(weight)
        self.price_object = FruitPrice().get_price(name_index, variety)
        self.pack_object = FruitPack(pack)

    def print_purchase(self):
        # 計算購買的金額
        money = self.price_object.price * self.weight_object.weight
        print("需要支付的金額共計為：%.2f元" % money)

    def show_info(self):
        # 展示最終的購買資訊
        self.name_object.print_name()
        self.weight_object.print_weight()
        self.price_object.print_price()
        self.pack_object.print_pack()
        self.print_purchase()
        print("-*-" * 20)


class Consumer:
    # 消費者類
    def __init__(self):
        print("-*-" * 20)
        # 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：0.橘子 1.哈密瓜 2.葡萄\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("請您選擇該水果的包裝方式：1.散稱 2.盒裝\n")
        print("-*-" * 20)

    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，傳達指令至旗下的子工廠并執行購買操作
    buy_res = FruitFactory(int(buy_info[0]), int(buy_info[1]), int(buy_info[2]), int(buy_info[3]))
    # 購買資訊的展示
    buy_res.show_info()

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

往期推薦： 點這里->Python：水果與設計模式-工廠模式