軟件設(shè)計(jì)大師總是要比初學(xué)者更加清楚該如何設(shè)計(jì)軟件，因?yàn)樗麄兪种姓莆罩O(shè)計(jì)模式這一法寶。作為一種高級(jí)的軟件復(fù)用形式，設(shè)計(jì)模式是眾多優(yōu)秀軟件設(shè)計(jì)師集體智慧的結(jié)晶，能夠很好地指導(dǎo)軟件設(shè)計(jì)過(guò)程。

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工廠方法（Factory Method）模式又稱為虛擬構(gòu)造器（Virtual Constructor）模式或者多態(tài)工廠（Polymorphic Factory）模式，屬于類的創(chuàng)建型模式。在工廠方法模式中，父類負(fù)責(zé)定義創(chuàng)建對(duì)象的公共接口，而子類則負(fù)責(zé)生成具體的對(duì)象，這樣做的目的是將類的實(shí)例化操作延遲到子類中完成，即由子類來(lái)決定究竟應(yīng)該實(shí)體化哪一個(gè)類。

在簡(jiǎn)單工廠模式中，一個(gè)工廠類處于對(duì)產(chǎn)品類進(jìn)行實(shí)例化的中心位置上，它知道每一個(gè)產(chǎn)品類的細(xì)節(jié)，并決定何時(shí)哪一個(gè)產(chǎn)品類應(yīng)當(dāng)被實(shí)例化。簡(jiǎn)單工廠模式的優(yōu)點(diǎn)是能夠使客戶端獨(dú)立于產(chǎn)品的創(chuàng)建過(guò)程，并且在系統(tǒng)中引入新產(chǎn)品時(shí)無(wú)需對(duì)客戶端進(jìn)行修改，缺點(diǎn)是當(dāng)有新產(chǎn)品要加入到系統(tǒng)中時(shí)，必須對(duì)工廠類進(jìn)行修改，以加入必要的處理邏輯。簡(jiǎn)單工廠模式的致命弱點(diǎn)就是處于核心地位的工廠類，因?yàn)橐坏┧鼰o(wú)法確定要對(duì)哪個(gè)類進(jìn)行實(shí)例化時(shí)，就無(wú)法使用該模式，而工廠方法模式則可以很好地避免這一問(wèn)題。

考慮這樣一個(gè)應(yīng)用程序框架（Framework），它可以用來(lái)瀏覽各種格式的文檔，如TXT、DOC、PDF、HTML等，設(shè)計(jì)時(shí)為了讓軟件的體系結(jié)構(gòu)能夠盡可能地通用，定義了Application和Document這兩個(gè)抽象父類，客戶必須通過(guò)它們的子類來(lái)處理某一具體類型的文檔。例如，要想利用該框架來(lái)編寫(xiě)一個(gè)PDF文件瀏覽器，必須先定義PDFApplication和PDFDocument這兩個(gè)類，它們應(yīng)該分別繼承于Application和Document。

Application的職責(zé)是對(duì)Document進(jìn)行管理，并且在需要時(shí)創(chuàng)建它們，比如當(dāng)用戶從菜單中選擇Open或者New的時(shí)候，Application就要負(fù)責(zé)創(chuàng)建一個(gè)Document的實(shí)例。顯而易見(jiàn)，被實(shí)例化的特定Document子類是與具體應(yīng)用相關(guān)的，因此Application無(wú)法預(yù)測(cè)哪個(gè)Document的子類將被實(shí)例化，它只知道一個(gè)新的Document何時(shí)（When）被創(chuàng)建，但并不知道哪種（Which）具體的Document將被創(chuàng)建。此時(shí)若仍堅(jiān)持使用簡(jiǎn)單工廠模式會(huì)出現(xiàn)一個(gè)非常尷尬的局面：框架必須實(shí)例化類，但它只知道不能被實(shí)例化的抽象類。

解決的辦法是使用工廠方法模式，它封裝了哪一個(gè)Document子類將被創(chuàng)建的信息，并且能夠?qū)⑦@些信息從框架中分離出來(lái)。如圖1所示，Application的子類重新定義了Application的抽象方法createDocument()，并返回某個(gè)恰當(dāng)?shù)腄ocument子類的實(shí)例。我們稱createDocument()是一個(gè)工廠方法（factory method），因?yàn)樗浅Ｐ蜗蟮孛枋隽祟惖膶?shí)例化過(guò)程，即負(fù)責(zé)"生產(chǎn)"一個(gè)對(duì)象。

簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)，工廠方法模式的作用就是可以根據(jù)不同的條件生成各種類的實(shí)例，這些實(shí)例通常屬于多個(gè)相似的類型，并且具有共同的父類。工廠方法模式將這些實(shí)例的創(chuàng)建過(guò)程封裝了起來(lái)，從而簡(jiǎn)化了客戶程序的編寫(xiě)，并改善了軟件體系結(jié)構(gòu)的可擴(kuò)展性，使得將來(lái)能夠以最小的代價(jià)加入新的子類。工廠方法這一模式適合在如下場(chǎng)合中運(yùn)用：

◆當(dāng)無(wú)法得知必須創(chuàng)建的對(duì)象屬于哪個(gè)類的時(shí)候，或者無(wú)法得知屬于哪個(gè)類的對(duì)象將被返回的時(shí)候，但前提是這些對(duì)象都符合一定的接口標(biāo)準(zhǔn)。

◆當(dāng)一個(gè)類希望由它的子類來(lái)決定所創(chuàng)建的對(duì)象的時(shí)候，其目的是使程序的可擴(kuò)展性更好，在加入其他類時(shí)更具彈性。

◆當(dāng)創(chuàng)建對(duì)象的職責(zé)被委托給多個(gè)幫助子類（helper subclass）中的某一個(gè)，并且希望將哪個(gè)子類是代理者這一信息局部化的時(shí)候。

需要說(shuō)明的是，使用工廠方法模式創(chuàng)建對(duì)象并不意味著一定會(huì)讓代碼變得更短（實(shí)事上往往更長(zhǎng)），并且可能需要設(shè)計(jì)更多的輔助類，但它的確可以靈活地、有彈性地創(chuàng)建尚未確定的對(duì)象，從而簡(jiǎn)化了客戶端應(yīng)用程序的邏輯結(jié)構(gòu)，并提高了代碼的可讀性和可重用性。

#p#

二、模式引入

工廠方法這一模式本身雖然并不復(fù)雜，但卻是最重要的設(shè)計(jì)模式之一，無(wú)論是在COM、CORBA或是EJB中，都可以隨處見(jiàn)到它的身影。面向?qū)ο蟮囊粋€(gè)基本思想是在不同的對(duì)象間進(jìn)行責(zé)權(quán)的合理分配，從本質(zhì)上講，工廠方法模式是一種用來(lái)創(chuàng)建對(duì)象的多態(tài)方法（polymorphic method），它在抽象父類中聲明用來(lái)創(chuàng)建對(duì)象的方法接口，而具體子類則通過(guò)覆蓋該方法將對(duì)象的創(chuàng)建過(guò)程局部化，包括是否實(shí)例化一個(gè)子類，以及是否對(duì)它進(jìn)行初始化等等。從某種程度上說(shuō)，工廠方法可以看成是構(gòu)造函數(shù)的特殊化，其特殊性表現(xiàn)在能夠用一致的方法來(lái)創(chuàng)建不同的對(duì)象，而不用擔(dān)心當(dāng)前正在對(duì)哪個(gè)類進(jìn)行實(shí)例化，因?yàn)榫烤箘?chuàng)建哪個(gè)類的對(duì)象將取決于它的子類。

假設(shè)我們打算開(kāi)發(fā)一個(gè)用于個(gè)人信息管理（Personal Information Manager，PIM）的軟件，它可以保存日常工作和生活中所需的各種信息，包括地址本、電話簿、約會(huì)提醒、日程安排等等。很顯然，PIM用戶界面（User Interface）的設(shè)計(jì)將是比較復(fù)雜的，因?yàn)楸仨殲槊糠N信息的輸入、驗(yàn)證和修改都提供單獨(dú)的界面，以便同用戶進(jìn)行交互。比較簡(jiǎn)單的做法是在PIM中為各種信息的處理編寫(xiě)相應(yīng)的用戶界面，但代價(jià)是將導(dǎo)致軟件的可擴(kuò)展性非常差，因?yàn)橐坏┙窈笠尤雽?duì)其他信息（比如銀行帳戶）進(jìn)行管理的功能時(shí)，就必須對(duì)PIM進(jìn)行修改，添加相應(yīng)的用戶界面，從而最終導(dǎo)致PIM變得越來(lái)越復(fù)雜，結(jié)構(gòu)龐大而難以維護(hù)。改進(jìn)的辦法是將處理各種信息的用戶界面從PIM中分離出來(lái)，使PIM不再關(guān)心用戶如何輸入數(shù)據(jù)，如何對(duì)用戶輸入進(jìn)行驗(yàn)證，以及用戶如何修改信息等，所有的這些都交由一個(gè)專門(mén)的軟件模塊來(lái)完成，而PIM要做的只是提供一個(gè)對(duì)這些個(gè)人信息進(jìn)行管理的總體框架。

在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)可以設(shè)計(jì)一個(gè)通用接口Editable，并且讓所有處理特定個(gè)人信息（如通信地址和電話號(hào)碼）的用戶界面都繼承于它，而PIM則通過(guò)Editable提供的方法getEditor()獲得Editor的一個(gè)實(shí)例，并利用它來(lái)對(duì)用戶輸入進(jìn)行統(tǒng)一的處理。例如，當(dāng)用戶完成輸入之后，PIM可以調(diào)用Editor中的方法getContent()來(lái)獲取用戶輸入的數(shù)據(jù)，或者調(diào)用resetUI()來(lái)清除用戶輸入的數(shù)據(jù)。在采用這一體系結(jié)構(gòu)之后，如果要擴(kuò)展PIM的功能，只需添加與之對(duì)應(yīng)的Editable和Editor就可以了，而不用對(duì)PIM本身進(jìn)行修改。

現(xiàn)在離目標(biāo)還有一步之遙，由于Editable和Editor都只是通用的接口，但PIM卻需要對(duì)它們的子類進(jìn)行實(shí)例化，此時(shí)自然應(yīng)該想到運(yùn)用工廠方法模式，為PIM定義一個(gè)EditableFactory接口來(lái)創(chuàng)建Editable的對(duì)象。這樣一來(lái)，整個(gè)PIM的體系結(jié)構(gòu)就將如圖2所示。

Editable接口定義了一個(gè)公共的構(gòu)造性方法（builder method）getEditor()，它返回一個(gè)Editor對(duì)象，其完整的代碼如清單1所示。任何一項(xiàng)個(gè)人信息都擁有自己獨(dú)立的用戶界面（Editor），負(fù)責(zé)獲取數(shù)據(jù)并在需要的時(shí)候進(jìn)行修改，而PIM唯一要做事情的只是通過(guò)Editable來(lái)獲得Editor，并利用它來(lái)對(duì)用戶輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的操作。

代碼清單1：editable.py  
class Editable:  
  """ 個(gè)人信息用戶界面的公共接口 """  
  # 獲得個(gè)人信息編輯界面  
  def getEditor(self):  
pass 

Editor接口給出了處理所有個(gè)人信息的公共接口，其完整的代碼如清單2所示。PIM通過(guò)調(diào)用getUI()方法能夠獲得與用戶進(jìn)行交互的UI組件，根據(jù)當(dāng)前正在處理的個(gè)人信息的不同，這些組件可能簡(jiǎn)單到只是一個(gè)文本輸入框，也可以復(fù)雜到是一個(gè)包含了多個(gè)圖形控件（Widget）的對(duì)話框。利用Editor提供的getContent()、commitChanges()和resetUI()方法，PIM還可以獲取、提交或者清空用戶輸入的個(gè)人信息。在引入Editor之后， PIM就能夠從處理特定個(gè)人信息的用戶界面中解脫出來(lái)，從而可以將注意力集中在如何對(duì)這些信息進(jìn)行統(tǒng)一管理的問(wèn)題上。

代碼清單2：editor.py  
class Editor:  
  """ 用戶使用特定的Editor來(lái)編輯個(gè)人信息 """  
  # 獲取代表用戶界面（UI）的對(duì)象  
  def getUI(self):  
    pass  
    
  # 獲取用戶輸入的數(shù)據(jù)  
  def getContent(self):  
    pass  
  # 提交用戶輸入的數(shù)據(jù)  
  def commitChanges(self):  
    pass  
      
  # 清空用戶輸入的數(shù)據(jù)  
  def resetUI(self):  
    pass 

EditableAddress是Editable的一個(gè)具體實(shí)現(xiàn)，PIM使用它來(lái)處理個(gè)人地址信息，其完整的代碼如清單3所示。

代碼清單3：editableaddress.py  
from editor import Editor  
from editable import Editable  
import Tkinter  
class EditableAddress(Editable):  
  """ 用于處理個(gè)人地址信息的Editable """  
    
  # 構(gòu)造函數(shù)  
  def __init__(self, master):  
    self.master = master  
    self.name = "" 
    self.province = "" 
    self.city = "" 
    self.street = "" 
    self.zipcode = "" 
    self.editor = AddressEditor(self)  
      
  # 獲取相關(guān)聯(lián)的Editor  
  def getEditor(self):  
    return self.editor  
    
    
class AddressEditor(Editor, Tkinter.Frame):  
  """ 用于處理個(gè)人地址信息的Editor """  
    
  # 構(gòu)造函數(shù)  
  def __init__(self, owner):  
    Tkinter.Frame.__init__(self, owner.master)  
    self.owner = owner  
    self.name = Tkinter.StringVar()  
    self.province = Tkinter.StringVar()  
    self.city = Tkinter.StringVar()  
    self.street = Tkinter.StringVar()  
    self.zipcode = Tkinter.StringVar()  
    self.createWidgets()  
     
  # 構(gòu)造用戶界面  
  def createWidgets(self):  
    # 姓名  
    nameFrame = Tkinter.Frame(self)  
    nameLabel = Tkinter.Label(nameFrame, text="Name:")  
    nameEntry = Tkinter.Entry(nameFrame, textvariable=self.name)  
    nameLabel.config(anchor=Tkinter.E, width=8, pady=3)  
    nameLabel.pack(side=Tkinter.LEFT)  
    nameEntry.pack(side=Tkinter.LEFT)  
    nameFrame.pack()  
      
    # 省份  
    provinceFrame = Tkinter.Frame(self)  
    provinceLabel = Tkinter.Label(provinceFrame, text="Province:")  
    provinceEntry = Tkinter.Entry(provinceFrame, textvariable=self.province)  
    provinceLabel.config(anchor=Tkinter.E, width=8, pady=3)  
    provinceLabel.pack(side=Tkinter.LEFT)  
    provinceEntry.pack(side=Tkinter.LEFT)  
    provinceFrame.pack()  
    # 城市  
    cityFrame = Tkinter.Frame(self)  
    cityLabel = Tkinter.Label(cityFrame, text="City:")  
    cityEntry = Tkinter.Entry(cityFrame, textvariable=self.city)  
    cityLabel.config(anchor=Tkinter.E, width=8, pady=3)  
    cityLabel.pack(side=Tkinter.LEFT)  
    cityEntry.pack(side=Tkinter.LEFT)  
    cityFrame.pack()  
      
    # 街道  
    streetFrame = Tkinter.Frame(self)  
    streetLabel = Tkinter.Label(streetFrame, text="Street:")  
    streetEntry = Tkinter.Entry(streetFrame, textvariable=self.street)  
    streetLabel.config(anchor=Tkinter.E, width=8, pady=3)  
    streetLabel.pack(side=Tkinter.LEFT)  
    streetEntry.pack(side=Tkinter.LEFT)  
    streetFrame.pack()  
      
    # 郵編  
    zipcodeFrame = Tkinter.Frame(self)  
    zipcodeLabel = Tkinter.Label(zipcodeFrame, text="ZIP Code:")  
    zipcodeEntry = Tkinter.Entry(zipcodeFrame, textvariable=self.zipcode)  
    zipcodeLabel.config(anchor=Tkinter.E, width=8, pady=3)  
    zipcodeLabel.pack(side=Tkinter.LEFT)  
    zipcodeEntry.pack(side=Tkinter.LEFT)  
    zipcodeFrame.pack()  
      
  # 重載Editor中的方法，獲取代表用戶界面（UI）的對(duì)象  
  def getUI(self):  
    return self  
    
  # 重載Editor中的方法，獲取用戶輸入的數(shù)據(jù)  
  def getContent(self):  
    content  = "    Name: " + self.name.get() + "\n"  
    content += "Province: " + self.province.get() + "\n"   
    content += "    City: " + self.city.get() + "\n"   
    content += "  Street: " + self.street.get() + "\n"   
    content += "ZIP Code: " + self.zipcode.get()  
    return content  
    
  # 重載Editor中的方法，提交用戶輸入的數(shù)據(jù)  
  def commitChanges(self):  
    selfself.owner.name = self.name.get()  
    selfself.owner.province = self.province.get()  
    selfself.owner.city = self.city.get()  
    selfself.owner.street = self.street.get()  
    selfself.owner.zipcode = self.zipcode.get()  
  # 重載Editor中的方法，清空用戶輸入的數(shù)據(jù)  
  def resetUI(self):  
    self.name.set("")  
    self.province.set("")  
    self.city.set("")  
    self.street.set("")  
    self.zipcode.set("")  

EditablePhone是Editable的另一個(gè)具體實(shí)現(xiàn)，PIM使用它來(lái)處理個(gè)人電話號(hào)碼，其完整的代碼如清單4所示。

代碼清單4：editablephone.py  
from editor import Editor  
from editable import Editable  
import Tkinter  
class EditablePhone(Editable):  
  """ 用于處理個(gè)人電話號(hào)碼的Editable """  
    
  # 構(gòu)造函數(shù)  
  def __init__(self, master):  
    self.master =master  
    self.areaCode = "";  
    self.phoneNumber = "" 
    self.editor = PhoneEditor(self)  
      
  # 獲取相關(guān)聯(lián)的Editor  
  def getEditor(self):  
    return self.editor  
    
class PhoneEditor(Editor, Tkinter.Frame):  
  """ 用于處理個(gè)人電話號(hào)碼的Editor """  
    
  # 構(gòu)造函數(shù)  
  def __init__(self, owner):  
    self.owner = owner  
    Tkinter.Frame.__init__(self, self.owner.master)  
    self.areaCode = Tkinter.StringVar()  
    self.phoneNumber = Tkinter.StringVar()  
    # 構(gòu)造用戶界面  
    codeLabel = Tkinter.Label(self, text="Area Code:")  
    codeEntry = Tkinter.Entry(self, textvariable=self.areaCode)  
    codeLabel.config(anchor=Tkinter.E, width=12, pady=3)  
    codeLabel.grid(row=0, column=0)  
    codeEntry.grid(row=0, column=1)  
      
    numberLabel = Tkinter.Label(self, text="Phone Number:")  
    numberEntry = Tkinter.Entry(self, textvariable=self.phoneNumber)  
    numberLabel.config(anchor=Tkinter.E, width=12, pady=3)  
    numberLabel.grid(row=1, column=0)  
    numberEntry.grid(row=1, column=1)  
      
  # 重載Editor中的方法，獲取代表用戶界面（UI）的對(duì)象  
  def getUI(self):  
    return self  
    
  # 重載Editor中的方法，獲取用戶輸入的數(shù)據(jù)  
  def getContent(self):  
    content  = "   Area Code: " + self.areaCode.get() + "\n"  
    content += "Phone Number: " + self.phoneNumber.get() + "\n"   
    return content  
   
  # 重載Editor中的方法，提交用戶輸入的數(shù)據(jù)  
  def commitChanges(self):  
    selfself.owner.areaCode = self.areaCode.get()  
    selfself.owner.phoneNumber = self.phoneNumber.get()  
      
  # 重載Editor中的方法，清空用戶輸入的數(shù)據(jù)  
  def resetUI(self):  
    self.areaCode.set("")  
    self.phoneNumber.set("") 

EditableFactory接口是在PIM中應(yīng)用工廠方法模式的核心，其完整的代碼如清單5所示。與簡(jiǎn)單工廠模式中負(fù)責(zé)創(chuàng)建所有對(duì)象的"超級(jí)類"不同，EditableFactory只定義了如何實(shí)例化Editable的工廠方法createEditable()，并不掌握它們的生殺大權(quán)，真正負(fù)責(zé)完成創(chuàng)建工作的是EditableFactory的子類。

代碼清單5：editablefactory.py  
class EditableFactory:  
  """ 用于創(chuàng)建Editable的工廠類 """  
    
  #  實(shí)例化Editable對(duì)象  
  def createEditable(self, master):  
    pass 

EditableAddressFactory是EditableFactory的一個(gè)具體實(shí)現(xiàn)，PIM使用它來(lái)實(shí)例化EditableAddress對(duì)象，其完整的代碼如清單6所示。

代碼清單6：editableaddressfactory.py  
from editablefactory import EditableFactory  
from editableaddress import EditableAddress  
class EditableAddressFactory(EditableFactory):  
  """ 用于創(chuàng)建EditableAddress的工廠類 """  
    
  # 重載EditableFactory中的方法，實(shí)例化EditableAddress對(duì)象  
  def createEditable(self, master):  
    address = EditableAddress(master)  
    return address 

EditablePhoneFactory是EditableFactory的另一個(gè)具體實(shí)現(xiàn)，PIM使用它來(lái)實(shí)例化EditablePhone對(duì)象，其完整的代碼如清單7所示。

代碼清單7：editablephonefactory.py  
from editablefactory import EditableFactory  
from editablephone import EditablePhone  
class EditablePhoneFactory(EditableFactory):  
  """ 用于創(chuàng)建EditablePhone的工廠類 """  
    
  # 重載EditableFactory中的方法，實(shí)例化EditablePhone對(duì)象  
  def createEditable(self, master):  
    phone = EditablePhone(master)  
    return phone 

所有這些輔助類都定義好之后，接下去就可以編寫(xiě)PIM類了，它提供了一個(gè)對(duì)各種個(gè)人信息進(jìn)行統(tǒng)一管理的框架，其完整的代碼如清單8所示。

代碼清單8：pim.py  
from editablephone import EditablePhone  
from editableaddressfactory import EditableAddressFactory  
from editablephonefactory import EditablePhoneFactory  
import Tkinter  
class PIM:  
  """ 個(gè)人信息管理 """  
    
  # 構(gòu)造函數(shù)  
  def __init__(self):  
    mainFrame = Tkinter.Frame()      
    mainFrame.master.title("PIM")  
    # 命令按鈕  
    addressButton = Tkinter.Button(mainFrame, width=10, text="Address")  
    phoneButton = Tkinter.Button(mainFrame, width=10, text="Phone")  
    commitButton = Tkinter.Button(mainFrame, width=10, text="Commit")      
    resetButton = Tkinter.Button(mainFrame, width=10, text="Reset")          
    addressButton.config(command=self.addressClicked)  
    phoneButton.config(command=self.phoneClicked)      
    commitButton.config(command=self.commitClicked)          
    resetButton.config(command=self.resetClicked)          
    addressButton.grid(row=0, column=1, padx=10, pady=5, stick=Tkinter.E)  
    phoneButton.grid(row=1, column=1, padx=10, pady=5, stick=Tkinter.E)  
    commitButton.grid(row=2, column=1, padx=10, pady=5, stick=Tkinter.E)  
    resetButton.grid(row=3, column=1, padx=10, pady=5, stick=Tkinter.E)  
      
 # 用來(lái)容納各類Editor的容器  
    self.editorFrame = Tkinter.Frame(mainFrame)  
    self.editorFrame.grid(row=0, column=0, rowspan=4)  
    self.editorFrame.grid_configure(stick=Tkinter.N, pady=15)  
    self.editor = Tkinter.Frame(self.editorFrame)  
    self.editor.grid()  
      
 # 個(gè)人信息顯示區(qū)域  
    self.content = Tkinter.StringVar()  
    self.contentLabel = Tkinter.Label(mainFrame, width=50, height=5)  
    self.contentLabel.configure(textvariable=self.content)  
    self.contentLabel.configure(anchor=Tkinter.W, font="Arial 10 italic bold")  
    self.contentLabel.configure(relief=Tkinter.RIDGE, pady=5, padx=10)  
    self.contentLabel.grid(row=4, column=0, columnspan=2)  
      
    mainFrame.pack()  
    mainFrame.mainloop()  
      
  # Address按鈕的回調(diào)函數(shù)  
  def addressClicked(self):  
    address = EditableAddressFactory().createEditable(self.editorFrame)  
    self.editor.grid_remove()  
    self.editor = address.getEditor()  
    self.editor.getUI().grid()  
  # Phone按鈕的回調(diào)函數(shù)  
  def phoneClicked(self):  
    phone = EditablePhoneFactory().createEditable(self.editorFrame)  
    self.editor.grid_remove()  
    self.editor = phone.getEditor()  
    self.editor.getUI().grid()  
      
  # Commit按鈕的回調(diào)函數(shù)  
  def commitClicked(self):  
    content = self.editor.getContent()  
    self.content.set(content)  
    
  # Reset按鈕的回調(diào)函數(shù)  
  def resetClicked(self):  
    self.editor.resetUI()  
      
# 主函數(shù)  
if (__name__ == "__main__"):  
  app = PIM() 

圖3是PIM在運(yùn)行時(shí)的界面效果。

#p#

三、一般結(jié)構(gòu)

工廠方法模式是簡(jiǎn)單工廠模式的進(jìn)一步抽象和推廣，它不僅保持了簡(jiǎn)單工廠模式能夠向客戶隱藏類的實(shí)例化過(guò)程這一優(yōu)點(diǎn)，而且還通過(guò)多態(tài)性克服了工廠類過(guò)于復(fù)雜且不易于擴(kuò)展的缺點(diǎn)。在工廠方法模式中，處于核心地位的工廠類不再負(fù)責(zé)所有產(chǎn)品的創(chuàng)建，而是將具體的創(chuàng)建工作交由子類去完成。工廠方法模式中的核心工廠類經(jīng)過(guò)功能抽象之后，成為了一個(gè)抽象的工廠角色，僅負(fù)責(zé)給出具體工廠子類必須實(shí)現(xiàn)的接口，而不涉及哪種產(chǎn)品類應(yīng)當(dāng)被實(shí)例化這一細(xì)節(jié)。工廠方法模式的一般性結(jié)構(gòu)如圖4所示，圖中為了簡(jiǎn)化只給出了一個(gè)產(chǎn)品類和一個(gè)工廠類，但在實(shí)際系統(tǒng)中通常需要設(shè)計(jì)多個(gè)產(chǎn)品類和多個(gè)工廠類。

工廠方法模式的實(shí)質(zhì)是將對(duì)象的創(chuàng)建延遲到其子類實(shí)現(xiàn)，即由子類根據(jù)當(dāng)前情況動(dòng)態(tài)決定應(yīng)該實(shí)例化哪一個(gè)產(chǎn)品類。從上圖可以看出，工廠方法模式涉及到抽象工廠角色、具體工廠角色、抽象產(chǎn)品角色和具體產(chǎn)品角色四個(gè)參與者。

◆抽象工廠（Creator）角色：是工廠方法模式的核心，它負(fù)責(zé)定義創(chuàng)建抽象產(chǎn)品對(duì)象的工廠方法。抽象工廠不能被外界直接調(diào)用，但任何在模式中用于創(chuàng)建產(chǎn)品對(duì)象的工廠類都必須實(shí)現(xiàn)由它所定義的工廠方法。

具體工廠（Concrete Creator）角色：是工廠方法模式的對(duì)外接口，它負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)建具體產(chǎn)品對(duì)象的內(nèi)部邏輯。具體工廠與應(yīng)用密切相關(guān)，可以被外界直接調(diào)用，創(chuàng)建所需要的產(chǎn)品。

抽象產(chǎn)品（Product）角色：是工廠方法模式所創(chuàng)建的所有對(duì)象的父類，它負(fù)責(zé)描述所有具體產(chǎn)品共有的公共接口。

具體產(chǎn)品（Concrete Product）角色：是工廠方法模式的創(chuàng)建目標(biāo)，所有創(chuàng)建的對(duì)象都是充當(dāng)這一角色的某個(gè)具體類的實(shí)例。

抽象工廠角色負(fù)責(zé)聲明工廠方法（factory method），用來(lái)"生產(chǎn)"抽象產(chǎn)品，以下是抽象工廠的示例性Python代碼：

代碼清單9：creator.py  
class Creator:  
  """ 抽象工廠角色 """  
    
  # 創(chuàng)建抽象產(chǎn)品的工廠方法  
  def factoryMethod(self):  
    pass 

具體工廠角色負(fù)責(zé)創(chuàng)建一個(gè)具體產(chǎn)品的實(shí)例，并將其返回給調(diào)用者。具體工廠是與具體產(chǎn)品相關(guān)的，實(shí)現(xiàn)時(shí)一般常用的做法是為每個(gè)具體產(chǎn)品定義一個(gè)具體工廠。以下是具體工廠的示例性Python代碼：

代碼清單10：concretecreator.py  
class ConcreteCreator(Creator):  
  """ 具體工廠角色 """  
    
  # 創(chuàng)建具體產(chǎn)品的工廠方法  
  def factoryMethod(self):  
    product =  ConcreteProduct()  
    return product 

抽象產(chǎn)品角色的主要目的是為所有的具體產(chǎn)品提供一個(gè)共同的接口，通常只需給出相應(yīng)的聲明就可以了，而不用給出具體的實(shí)現(xiàn)。以下是抽象產(chǎn)品類的示例性Python代碼：

代碼清單11：product.py  
class Product:  
  """ 抽象產(chǎn)品角色 """  
    
  # 所有產(chǎn)品類的公共接口  
  def interface(self):  
    pass 

具體產(chǎn)品角色充當(dāng)最終的創(chuàng)建目標(biāo)，一般來(lái)講它是抽象產(chǎn)品類的子類，實(shí)現(xiàn)了抽象產(chǎn)品類中定義的所有工廠方法，實(shí)際應(yīng)用時(shí)通常會(huì)具有比較復(fù)雜的業(yè)務(wù)邏輯。以下是具體產(chǎn)品類的示例性Python代碼：

代碼清單12：concreteproduct.py  
class ConcreteProduct(Product):  
  """ 具體產(chǎn)品角色 """  
    
  # 公共接口的實(shí)現(xiàn)  
  def interface(self):  
    print "Concrete Product Method" 

    
在應(yīng)用工廠方法模式時(shí)，通常還需要再引入一個(gè)客戶端角色，由它負(fù)責(zé)創(chuàng)建具體的工廠對(duì)象，然后再調(diào)用工廠對(duì)象中的工廠方法來(lái)創(chuàng)建相應(yīng)的產(chǎn)品對(duì)象。以下是客戶端的示例性Python代碼：

代碼清單13：client.py  
class Client:  
  """ 客戶端角色 """  
    
  def run(self):  
    creator = ConcreteCreator()  
    product = creator.factoryMethod()  
    product.interface()  
# 主函數(shù)  
if (__name__ == "__main__"):  
  client = Client()  
  client.run() 

  
在這個(gè)簡(jiǎn)單的示意性實(shí)現(xiàn)里，充當(dāng)具體產(chǎn)品和具體工廠角色的類都只有一個(gè)，但在真正的實(shí)際應(yīng)用中，通常遇到的都是同時(shí)會(huì)有多個(gè)具體產(chǎn)品類的情況，此時(shí)相應(yīng)地需要提供多個(gè)具體工廠類，每個(gè)具體工廠都負(fù)責(zé)生產(chǎn)對(duì)應(yīng)的具體產(chǎn)品。

工廠方法模式的活動(dòng)序列如圖5所示，客戶端Client首先創(chuàng)建ConcreteCreator對(duì)象，然后調(diào)用ConcreteCreator對(duì)象的工廠方法factoryMethod()，由它負(fù)責(zé)"生產(chǎn)"出所需要的ConcreteProduct對(duì)象。

#p#

四、實(shí)際運(yùn)用

使用工廠方法模式可以在不修改具體工廠角色的情況下引入新的產(chǎn)品，這一點(diǎn)無(wú)疑使得工廠方法模式具有比簡(jiǎn)單工廠模式更好的可擴(kuò)展性。在開(kāi)發(fā)實(shí)際的軟件系統(tǒng)時(shí)，通常是先設(shè)計(jì)產(chǎn)品角色，然后才開(kāi)始設(shè)計(jì)工廠角色，而復(fù)雜的需求導(dǎo)致將在抽象產(chǎn)品和具體產(chǎn)品之間形成非常龐大的樹(shù)狀結(jié)構(gòu)，如圖6所示。

在上面的產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)中，出現(xiàn)了多于一個(gè)的抽象產(chǎn)品類，以及多于兩個(gè)的類層次，這是在構(gòu)造真實(shí)系統(tǒng)中經(jīng)常遇到的情況。在為這一軟件體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用工廠方法模式時(shí)，通常的做法是按照產(chǎn)品的等級(jí)結(jié)構(gòu)再設(shè)計(jì)一個(gè)相同的工廠等級(jí)結(jié)構(gòu)，如圖7所示。

定義工廠角色的目的是為了創(chuàng)建相應(yīng)的產(chǎn)品角色，因此整個(gè)系統(tǒng)的架構(gòu)將如圖8所示。這一結(jié)構(gòu)常常被稱為平行的類層次（parallel class hierarchies），它使得一個(gè)類能夠?qū)⑺囊恍┞氊?zé)委托給另一個(gè)獨(dú)立的類，而工廠方法則是聯(lián)系兩者之間的紐帶。工廠方法模式并沒(méi)有限制產(chǎn)品等級(jí)的層數(shù)，雖然前面給出的一般性結(jié)構(gòu)中只有兩個(gè)層次（抽象產(chǎn)品層和具體產(chǎn)品層），但在實(shí)際運(yùn)用時(shí)卻往往需要更加復(fù)雜的產(chǎn)品層次。

在工廠方法模式的一般性結(jié)構(gòu)中，每當(dāng)具體工廠類中的工廠方法被請(qǐng)求時(shí)，都會(huì)調(diào)用具體產(chǎn)品類的構(gòu)造函數(shù)來(lái)創(chuàng)建一個(gè)新的產(chǎn)品實(shí)例，然后再將這個(gè)實(shí)例提供給客戶端。但在實(shí)際軟件系統(tǒng)中應(yīng)用工廠方法模式時(shí)，工廠方法所做的事情可能更加復(fù)雜，其中最常見(jiàn)到的一種情況是循環(huán)使用產(chǎn)品對(duì)象。所采用的策略是將工廠對(duì)象創(chuàng)建的所有產(chǎn)品對(duì)象登記到一個(gè)對(duì)象池（object pool）中，這樣每當(dāng)客戶請(qǐng)求工廠方法創(chuàng)建相應(yīng)的產(chǎn)品對(duì)象時(shí)，可以先從對(duì)象池中查詢符合條件的產(chǎn)品對(duì)象，如果對(duì)象池中恰巧有這樣的對(duì)象，那就直接將這個(gè)產(chǎn)品對(duì)象返回給客戶端；如果對(duì)象池中沒(méi)有這樣的對(duì)象，那就創(chuàng)建一個(gè)新的滿足要求的產(chǎn)品對(duì)象，將其登記到對(duì)象池中，然后再返回給客戶端。

工廠方法模式依賴于工廠角色和產(chǎn)品角色的多態(tài)性，但在實(shí)際運(yùn)用時(shí)這個(gè)模式可能出現(xiàn)退化，其表現(xiàn)就是多態(tài)性的喪失。在工廠方法模式中，所有的具體工廠對(duì)象應(yīng)該共享一個(gè)抽象的超類，或者換句話說(shuō)，應(yīng)當(dāng)有多個(gè)具體工廠類作為一個(gè)抽象工廠類的子類存在于工廠等級(jí)結(jié)構(gòu)中，但如果工廠等級(jí)結(jié)構(gòu)中只有一個(gè)具體工廠類的話，那么抽象工廠角色可以省略。當(dāng)抽象工廠角色被省略時(shí)，工廠方法模式就發(fā)生了退化，這一退化表現(xiàn)為工廠角色多態(tài)性的喪失，退化后的模式仍然可以發(fā)揮部分工廠方法模式的作用，通常被稱為退化的工廠方法模式。退化的工廠方法模式在很大程度上與簡(jiǎn)單工廠模式相似，如圖9所示，實(shí)際運(yùn)用時(shí)可以考慮用簡(jiǎn)單工廠模式進(jìn)行替代。

在工廠方法模式中，從工廠方法返回的應(yīng)當(dāng)是抽象產(chǎn)品類型，而不是具體產(chǎn)品類型，因?yàn)橹挥羞@樣才能保證產(chǎn)品角色的多態(tài)性。也就是說(shuō)，調(diào)用工廠方法的客戶端可以針對(duì)抽象產(chǎn)品類進(jìn)行編程，而不必依賴于具體產(chǎn)品類。在實(shí)際運(yùn)用時(shí)有可能會(huì)出現(xiàn)一種很特殊的情況，那就是工廠方法只需要返回一個(gè)具體產(chǎn)品類，此時(shí)工廠方法模式的功能同樣會(huì)發(fā)生退化，但這一退化將表現(xiàn)為產(chǎn)品角色多態(tài)性的喪失，如圖10所示。嚴(yán)格說(shuō)來(lái)，當(dāng)工廠方法模式出現(xiàn)這一退化時(shí)，就不能再稱為工廠方法模式了，因?yàn)榭蛻舳藦墓S方法的靜態(tài)類型就可以判斷出將要得到的是什么類型的對(duì)象，而這一點(diǎn)恰好違背了工廠方法模式的初衷。

五、優(yōu)勢(shì)和不足

在工廠方法模式中，工廠方法用來(lái)創(chuàng)建客戶所需要的產(chǎn)品，同時(shí)還向客戶隱藏了哪種具體產(chǎn)品類將被實(shí)例化這一細(xì)節(jié)。工廠方法模式的核心是一個(gè)抽象工廠類，各種具體工廠類通過(guò)從抽象工廠類中將工廠方法繼承下來(lái)，使得客戶可以只關(guān)心抽象產(chǎn)品和抽象工廠，完全不用理會(huì)返回的是哪一種具體產(chǎn)品，也不用關(guān)心它是如何被具體工廠創(chuàng)建的。

基于工廠角色和產(chǎn)品角色的多態(tài)性設(shè)計(jì)是工廠方法模式的關(guān)鍵，它使得工廠可以自主確定創(chuàng)建何種產(chǎn)品對(duì)象，而如何創(chuàng)建這個(gè)對(duì)象的細(xì)節(jié)則完全封裝在具體工廠內(nèi)部。工廠方法模式之所以又被稱為多態(tài)工廠模式，顯然是因?yàn)樗械木唧w工廠類都具有同一抽象父類。

使用工廠方法模式的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在系統(tǒng)中加入新產(chǎn)品時(shí)，不需要對(duì)抽象工廠和抽象產(chǎn)品提供的接口進(jìn)行修改，而只要添加一個(gè)具體工廠和具體產(chǎn)品就可以了，沒(méi)有必要修改客戶端，也沒(méi)有必須修改其他的具體工廠和具體產(chǎn)品，系統(tǒng)的可擴(kuò)展性非常好。優(yōu)秀的面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)鼓勵(lì)使用封裝（Encapsulation）和委托（Delegation）來(lái)構(gòu)造軟件系統(tǒng)，而工廠方法模式則是使用了封裝和委托的典型例子，其中封裝是通過(guò)抽象工廠來(lái)體現(xiàn)的，而委托則是通過(guò)抽象工廠將創(chuàng)建對(duì)象的責(zé)任完全交給具體工廠來(lái)體現(xiàn)的。

使用工廠方法模式的缺點(diǎn)是在添加新產(chǎn)品時(shí)，需要編寫(xiě)新的具體產(chǎn)品類，而且還要提供與之對(duì)應(yīng)的具體工廠類，當(dāng)兩者都比較簡(jiǎn)單時(shí)，系統(tǒng)的額外開(kāi)銷相對(duì)較大。

六、小結(jié)

工廠方法模式的核心思想是定義一個(gè)用來(lái)創(chuàng)建對(duì)象的公共接口，由工廠而不是客戶來(lái)決定需要被實(shí)例化的類，它通常在構(gòu)造系統(tǒng)整體框架時(shí)被用到。工廠方法模式看上去似乎比較簡(jiǎn)單，但是內(nèi)涵卻極其深刻，抽象、封裝、繼承、委托、多態(tài)等面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)中的理論都得到了很好的體現(xiàn)，應(yīng)用范圍非常廣泛。

原文鏈接：http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-pypt/part3/index.html

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