python版简单工厂模式

什么是简单工厂模式

工厂模式有一种非常形象的描述，建立对象的类就如一个工厂，而需要被建立的对象就是一个个产品；在工厂中加工产品，使用产品的人，不用在乎产品是如何生产出来的。从软件开发的角度来说，这样就有效的降低了模块之间的耦合。
简单工厂的作用是实例化对象，而不需要客户了解这个对象属于哪个具体的子类。简单工厂实例化的类具有相同的接口或者基类，在子类比较固定并不需要扩展时，可以使用简单工厂。如数据库生产工厂就是简单工厂的一个应用
采用简单工厂的优点是可以使用户根据参数获得对应的类实例，避免了直接实例化类，降低了耦合性；缺点是可实例化的类型在编译期间已经被确定，如果增加新类 型，则需要修改工厂，不符合OCP（开闭原则）的原则。简单工厂需要知道所有要生成的类型，当子类过多或者子类层次过多时不适合使用。

简单工厂模式实现

下面考虑《大话设计模式》中的一个例子：
题目：用任意一种面向对象语言实现一个计算器控制台程序。要求输入两个数和运算符号，得到结果。

题目分析：

程序应该做到：（1）可维护；（2）可复用；（3）可扩展；（4）灵活性好。
可维护：就是说代码一处更改，不能产生连锁反应，不能影响其他地方。
可复用：尽量减少重复性代码。
可扩展：如果要扩展新的功能、新的业务，则只需要增加新的类就好了，不对已有的类和逻辑产生影响。插拔式的应用。
面向对象要点：
面向对象三大特性：封装、继承、多态。
通过封装、继承、多态把程序耦合降低。
业务逻辑和界面逻辑分开。

类的结构图：

代码实现：

1. 首先，搞清楚业务中容易发生变化的部分。在本应用中，要求计算两个数的运算结果，那么要进行什么样的运算，这就是一个容易发生变化的部分。例如，我们现在只想实现加减乘除运算，后期又想增加开根或者求余运算。那么如何应对这种需求带来的变化。在程序设计的时候就应该考虑到程序的可维护性、可扩展性、代码的可复用性、灵活性等等。 

2. 例如现在这个运算器只有加减乘除四种运算。首先建一个Operation类，这个类是各种具体运算类（加减乘除）的父类，主要是接受用户输入的数值。该类如下：

class Operation(): 
  def __init__(self,NumberA=0,NumberB=0): 
    self.NumberA = NumberA 
    self.NumberB = NumberB 
 
  def GetResult(self): 
    pass

3. 然后是具体的运算类：Add、Sub、Mul、Div。他们都继承了Operation类，并且重写了getResult()方法。这样就可以用多态性降低不同业务逻辑的耦合度，修改任何一种运算类都不会影响其他的运算类。具体类的代码如下：

class AddOp(Operation): 
  def GetResult(self): 
    return self.NumberB + self.NumberA 
 
class MinusOp(Operation): 
  def GetResult(self): 
    return self.NumberA - self.NumberB 
 
class MultiOp(Operation): 
  def GetResult(self): 
    return self.NumberA * self.NumberB 
 
class DivideOp(Operation): 
  def GetResult(self): 
    try: 
      return 1.0*self.NumberA / self.NumberB 
    except ZeroDivisionError: 
      raise

4.  那么如何让计算器知道我是要用哪一种运算呢？也就是说到底要实例化哪一个具体的运算类，Add？Sub？Mul？Div？这时就应该考虑用 一个单独的类来做这个创造具体实例的过程，这个类就是工厂类。如下：

class OperationFatory(): 
  def ChooseOperation(self,op): 
    if op == '+': 
      return AddOp() 
    if op == '-': 
      return MinusOp() 
    if op == '*': 
      return MultiOp() 
    if op == '/': 
      return DivideOp()

5. 这样，用户只要输入运算符，工厂类就可以创建合适的实例，通过多态性，即返回给父类的方式实现运算结果。客户端代码如下：

if __name__ == '__main__': 
  ch = '' 
  while not ch=='q':  
    NumberA = eval(raw_input('Please input number1: ')) 
    op = str(raw_input('Please input the operation: ')) 
    NumberB = eval(raw_input('Please input number2: ')) 
    OPFactory = OperationFatory() 
    OPType = OPFactory.ChooseOperation(op) 
    OPType.NumberA = NumberA 
    OPType.NumberB = NumberB 
    print 'The result is:',OPType.GetResult() 
    print '\n#-- input q to exit any key to continue' 
    try: 
      ch = str(raw_input()) 
    except: 
      ch = ''

完整版代码如下：

# -*-coding:UTF-8-*-  
from abc import ABCMeta,abstractmethod 
 
class Operation(): 
  def __init__(self,NumberA=0,NumberB=0): 
    self.NumberA = NumberA 
    self.NumberB = NumberB 
 
  def GetResult(self): 
    pass 
 
class AddOp(Operation): 
  def GetResult(self): 
    return self.NumberB + self.NumberA 
 
class MinusOp(Operation): 
  def GetResult(self): 
    return self.NumberA - self.NumberB 
 
class MultiOp(Operation): 
  def GetResult(self): 
    return self.NumberA * self.NumberB 
 
class DivideOp(Operation): 
  def GetResult(self): 
    try: 
      return 1.0*self.NumberA / self.NumberB 
    except ZeroDivisionError: 
      raise 
 
class OperationFatory(): 
  def ChooseOperation(self,op): 
    if op == '+': 
      return AddOp() 
    if op == '-': 
      return MinusOp() 
    if op == '*': 
      return MultiOp() 
    if op == '/': 
      return DivideOp() 
 
if __name__ == '__main__': 
  ch = '' 
  while not ch=='q':  
    NumberA = eval(raw_input('Please input number1: ')) 
    op = str(raw_input('Please input the operation: ')) 
    NumberB = eval(raw_input('Please input number2: ')) 
    OPFactory = OperationFatory() 
    OPType = OPFactory.ChooseOperation(op) 
    OPType.NumberA = NumberA 
    OPType.NumberB = NumberB 
    print 'The result is:',OPType.GetResult() 
    print '\n#-- input q to exit any key to continue' 
    try: 
      ch = str(raw_input()) 
    except: 
      ch = ''