🎉 Ура! После трёх лет работы, я наконец выпустил английскую версию книги о паттернах! Вот она »
Абстрактная фабрика

Абстрактная фабрика на Python

Абстрактная фабрика — это порождающий паттерн проектирования, который решает проблему создания целых семейств связанных продуктов, без указания конкретных классов продуктов.

Абстрактная фабрика задаёт интерфейс создания всех доступных типов продуктов, а каждая конкретная реализация фабрики порождает продукты одной из вариаций. Клиентский код вызывает методы фабрики для получения продуктов, вместо самостоятельного создания с помощью оператора new. При этом фабрика сама следит за тем, чтобы создать продукт нужной вариации.

Подробней об Абстрактной фабрике

Особенности паттерна на Python

Сложность:

Популярность:

Применимость: Паттерн можно часто встретить в Python-коде, особенно там, где требуется создание семейств продуктов (например, внутри фреймворков).

Признаки применения паттерна: Паттерн можно определить по методам, возвращающим фабрику, которая, в свою очередь, используется для создания конкретных продуктов, возвращая их через абстрактные типы или интерфейсы.

Концептуальный пример

Этот пример показывает структуру паттерна Абстрактная фабрика, а именно — из каких классов он состоит, какие роли эти классы выполняют и как они взаимодействуют друг с другом.

main.py: Пример структуры паттерна

from __future__ import annotations
from abc import ABC, abstractmethod


class AbstractFactory(ABC):
    """
    Интерфейс Абстрактной Фабрики объявляет набор методов, которые возвращают
    различные абстрактные продукты. Эти продукты называются семейством и связаны
    темой или концепцией высокого уровня. Продукты одного семейства обычно могут
    взаимодействовать между собой. Семейство продуктов может иметь несколько
    вариаций, но продукты одной вариации несовместимы с продуктами другой.
    """
    @abstractmethod
    def create_product_a(self) -> AbstractProductA:
        pass

    @abstractmethod
    def create_product_b(self) -> AbstractProductB:
        pass


class ConcreteFactory1(AbstractFactory):
    """
    Конкретная Фабрика производит семейство продуктов одной вариации. Фабрика
    гарантирует совместимость полученных продуктов. Обратите внимание, что
    сигнатуры методов Конкретной Фабрики возвращают абстрактный продукт, в то
    время как внутри метода создается экземпляр конкретного продукта.
    """

    def create_product_a(self) -> ConcreteProductA1:
        return ConcreteProductA1()

    def create_product_b(self) -> ConcreteProductB1:
        return ConcreteProductB1()


class ConcreteFactory2(AbstractFactory):
    """
    Каждая Конкретная Фабрика имеет соответствующую вариацию продукта.
    """

    def create_product_a(self) -> ConcreteProductA2:
        return ConcreteProductA2()

    def create_product_b(self) -> ConcreteProductB2:
        return ConcreteProductB2()


class AbstractProductA(ABC):
    """
    Каждый отдельный продукт семейства продуктов должен иметь базовый интерфейс.
    Все вариации продукта должны реализовывать этот интерфейс.
    """

    @abstractmethod
    def useful_function_a(self) -> str:
        pass


"""
Конкретные продукты создаются соответствующими Конкретными Фабриками.
"""


class ConcreteProductA1(AbstractProductA):
    def useful_function_a(self) -> str:
        return "The result of the product A1."


class ConcreteProductA2(AbstractProductA):
    def useful_function_a(self) -> str:
        return "The result of the product A2."


class AbstractProductB(ABC):
    """
    Базовый интерфейс другого продукта. Все продукты могут взаимодействовать
    друг с другом, но правильное взаимодействие возможно только между продуктами
    одной и той же конкретной вариации.
    """
    @abstractmethod
    def useful_function_b(self) -> None:
        """
        Продукт B способен работать самостоятельно...
        """
        pass

    @abstractmethod
    def another_useful_function_b(self, collaborator: AbstractProductA) -> None:
        """
        ...а также взаимодействовать с Продуктами Б той же вариации.

        Абстрактная Фабрика гарантирует, что все продукты, которые она создает,
        имеют одинаковую вариацию и, следовательно, совместимы.
        """
        pass


"""
Конкретные Продукты создаются соответствующими Конкретными Фабриками.
"""


class ConcreteProductB1(AbstractProductB):
    def useful_function_b(self) -> str:
        return "The result of the product B1."

    """
    Продукт B1 может корректно работать только с Продуктом A1. Тем не менее, он
    принимает любой экземпляр Абстрактного Продукта А в качестве аргумента.
    """

    def another_useful_function_b(self, collaborator: AbstractProductA) -> str:
        result = collaborator.useful_function_a()
        return f"The result of the B1 collaborating with the ({result})"


class ConcreteProductB2(AbstractProductB):
    def useful_function_b(self) -> str:
        return "The result of the product B2."

    def another_useful_function_b(self, collaborator: AbstractProductA):
        """
        Продукт B2 может корректно работать только с Продуктом A2. Тем не менее,
        он принимает любой экземпляр Абстрактного Продукта А в качестве
        аргумента.
        """
        result = collaborator.useful_function_a()
        return f"The result of the B2 collaborating with the ({result})"


def client_code(factory: AbstractFactory) -> None:
    """
    Клиентский код работает с фабриками и продуктами только через абстрактные
    типы: Абстрактная Фабрика и Абстрактный Продукт. Это позволяет передавать
    любой подкласс фабрики или продукта клиентскому коду, не нарушая его.
    """
    product_a = factory.create_product_a()
    product_b = factory.create_product_b()

    print(f"{product_b.useful_function_b()}")
    print(f"{product_b.another_useful_function_b(product_a)}", end="")


if __name__ == "__main__":
    """
    Клиентский код может работать с любым конкретным классом фабрики.
    """
    print("Client: Testing client code with the first factory type:")
    client_code(ConcreteFactory1())

    print("\n")

    print("Client: Testing the same client code with the second factory type:")
    client_code(ConcreteFactory2())

Output.txt: Результат выполнения

Client: Testing client code with the first factory type:
The result of the product B1.
The result of the B1 collaborating with the (The result of the product A1.)

Client: Testing the same client code with the second factory type:
The result of the product B2.
The result of the B2 collaborating with the (The result of the product A2.)

Абстрактная фабрика на других языках программирования

Абстрактная фабрика на Java Абстрактная фабрика на C# Абстрактная фабрика на PHP Абстрактная фабрика на Ruby Абстрактная фабрика на Swift Абстрактная фабрика на TypeScript