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工厂模式

问题​

Python 中如何实现工厂模式？

答案​

简单工厂​

from abc import ABC, abstractmethod

class Serializer(ABC):
    @abstractmethod
    def serialize(self, data: dict) -> str: ...

class JSONSerializer(Serializer):
    def serialize(self, data: dict) -> str:
        import json
        return json.dumps(data)

class XMLSerializer(Serializer):
    def serialize(self, data: dict) -> str:
        return f"<data>{data}</data>"

# 简单工厂函数
def create_serializer(format: str) -> Serializer:
    serializers = {
        "json": JSONSerializer,
        "xml": XMLSerializer,
    }
    cls = serializers.get(format)
    if not cls:
        raise ValueError(f"Unknown format: {format}")
    return cls()

s = create_serializer("json")
s.serialize({"name": "Alice"})

注册工厂（可扩展）​

from typing import Callable

class SerializerFactory:
    _registry: dict[str, Callable[[], Serializer]] = {}

    @classmethod
    def register(cls, format: str):
        """装饰器注册"""
        def decorator(serializer_cls):
            cls._registry[format] = serializer_cls
            return serializer_cls
        return decorator

    @classmethod
    def create(cls, format: str) -> Serializer:
        creator = cls._registry.get(format)
        if not creator:
            raise ValueError(f"Unknown: {format}")
        return creator()

@SerializerFactory.register("json")
class JSONSerializer(Serializer):
    def serialize(self, data: dict) -> str:
        import json
        return json.dumps(data)

@SerializerFactory.register("yaml")
class YAMLSerializer(Serializer):
    def serialize(self, data: dict) -> str:
        import yaml
        return yaml.dump(data)

# 使用
s = SerializerFactory.create("json")
Python 特色

Python 的一等函数和装饰器让工厂模式的实现比 Java 简洁得多。注册工厂模式特别常用——在 Flask/Django 的路由注册、CLI 子命令注册中都能看到。

常见面试问题​

Q1: 简单工厂和注册工厂的区别？​

答案：

  • 简单工厂：工厂函数中硬编码所有产品类，新增产品需要修改工厂（违反开闭原则）
  • 注册工厂：产品类自行注册到工厂，新增产品只需添加 @register 装饰器

Q2: Python 中还有什么地方用到工厂模式？​

答案：

  1. dict.fromkeys() — 类方法工厂
  2. datetime.now() / datetime.fromtimestamp() — 替代构造器
  3. logging.getLogger(name) — 工厂 + 注册表
  4. SQLAlchemy create_engine() — 根据 URL 创建不同驱动

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