Паттерн «Фабрика»

Часть раздела Объектно-ориентированное программирование путешествия по Python на Coddy. Урок 46 из 64.

Паттерн «Фабрика» создаёт объекты, не указывая их точный класс. Вместо прямого вызова конструкторов ты используешь фабричный метод, который определяет, какой класс создать.

Вот простые классы продуктов:

class Car:
    def __init__(self, brand):
        self.brand = brand
        self.type = "Car"
    
    def info(self):
        return f"{self.type}: {self.brand}"

class Bike:
    def __init__(self, brand):
        self.brand = brand
        self.type = "Bike"
    
    def info(self):
        return f"{self.type}: {self.brand}"

Создайте класс-фабрику для создания этих объектов:

class VehicleFactory:
    def create_vehicle(self, vehicle_type, brand):
        if vehicle_type == "car":
            return Car(brand)
        elif vehicle_type == "bike":
            return Bike(brand)
        else:
            raise ValueError(f"Unknown type: {vehicle_type}")

Код, которому нужны объекты, называется клиентским кодом. Он обращается к фабрике, а не вызывает конструкторы напрямую:

factory = VehicleFactory()
my_car = factory.create_vehicle("car", "Toyota")
my_bike = factory.create_vehicle("bike", "Honda")

print(my_car.info())   # Автомобиль: Toyota
print(my_bike.info())  # Мотоцикл: Honda

Сделай фабрику более гибкой с помощью *args:

class FlexibleFactory:
    def create_vehicle(self, vehicle_type, *args):
        if vehicle_type == "car":
            return Car(args[0])  # Только марка
        elif vehicle_type == "truck":
            return Truck(args[0], args[1])  # Марка и грузоподъёмность
        else:
            raise ValueError(f"Unknown type: {vehicle_type}")

class Truck:
    def __init__(self, brand, capacity):
        self.brand = brand
        self.capacity = capacity
        self.type = "Truck"
    
    def info(self):
        return f"{self.type}: {self.brand} ({self.capacity}t)"

Используй гибкую фабрику:

flexible = FlexibleFactory()
car = flexible.create_vehicle("car", "Ford")
truck = flexible.create_vehicle("truck", "Volvo", "20")

print(car.info())    # Автомобиль: Ford
print(truck.info())  # Грузовик: Volvo (20t)

Вывод:

Car: Toyota
Bike: Honda
Car: Ford
Truck: Volvo (20t)

Ключевой момент: шаблон «Фабрика» позволяет создавать объекты, не зная их точного класса. Фабричный метод решает, какой класс создать, на основе параметров. Используй *args, чтобы обрабатывать продукты с разными параметрами конструктора. Это делает твой код более гибким и упрощает добавление новых типов продуктов.

Задание

Средне

В этом задании ты реализуешь систему фабрики фигур, используя правильный объектно-ориентированный подход с наследованием и полиморфизмом.

Заверши реализацию в следующих файлах:

shape.py — базовый класс Shape
circle.py — реализация Circle
rectangle.py — реализация Rectangle
triangle.py — реализация Triangle
shapefactory.py — класс-фабрика для создания фигур

В каждом файле есть подробные комментарии TODO, которые помогут тебе с реализацией. Внимательно следуй этим комментариям, чтобы твой код соответствовал всем требованиям.

Попробуйте сами

from shapefactory import ShapeFactory
from shape import Shape
from circle import Circle
from rectangle import Rectangle
from triangle import Triangle
import sys

# Выполнение тестового случая
test_case = input()

factory = ShapeFactory()

if test_case == "circle_area":
    circle = factory.create_shape("circle", 5)
    print(f"{circle.area():.2f}")

elif test_case == "rectangle_perimeter":
    rectangle = factory.create_shape("rectangle", 4, 6)
    print(f"{rectangle.perimeter()}")

elif test_case == "triangle_perimeter":
    triangle = factory.create_shape("triangle", 3, 4, 5)
    print(f"{triangle.perimeter()}")

elif test_case == "invalid_shape":
    try:
        factory.create_shape("hexagon", 6)
        print("No exception raised")
    except ValueError as e:
        print(str(e))

elif test_case == "case_insensitive":
    circle = factory.create_shape("CiRcLe", 3)
    print(f"{circle.area():.2f}")

elif test_case == "shape_inheritance":
    shapes = [
        factory.create_shape("circle", 2),
        factory.create_shape("rectangle", 2, 3),
        factory.create_shape("triangle", 3, 4, 5)
    ]
    all_shapes = all(isinstance(shape, Shape) for shape in shapes)
    print(all_shapes)

elif test_case == "zero_radius_circle":
    circle = factory.create_shape("circle", 0)
    print(f"{circle.area():.2f} {circle.perimeter():.2f}")

elif test_case == "negative_dimensions":
    rectangle = factory.create_shape("rectangle", -2, -3)
    print(f"{rectangle.area()}")

elif test_case == "large_values":
    circle = factory.create_shape("circle", 1000000)
    print(f"{circle.area():.2e}")

elif test_case == "polymorphism_test":
    shapes = [
        factory.create_shape("circle", 2),
        factory.create_shape("rectangle", 3, 4),
        factory.create_shape("triangle", 3, 4, 5)
    ]
    area_sum = sum(shape.area() for shape in shapes)
    perimeter_sum = sum(shape.perimeter() for shape in shapes)
    print(f"Area sum: {area_sum:.2f}, Perimeter sum: {perimeter_sum:.2f}")

elif test_case == "triangle_area":
    triangle = factory.create_shape("triangle", 3, 4, 5)
    print(f"{triangle.area():.2f}")

elif test_case == "method_override":
    circle = factory.create_shape("circle", 2)
    rectangle = factory.create_shape("rectangle", 3, 4)
    triangle = factory.create_shape("triangle", 3, 4, 5)
    
    # Получить объекты методов для сравнения реализаций
    circle_area = Circle.area
    rectangle_area = Rectangle.area
    triangle_area = Triangle.area
    
    circle_perimeter = Circle.perimeter
    rectangle_perimeter = Rectangle.perimeter
    triangle_perimeter = Triangle.perimeter
    
    # Проверить, что все реализации уникальны
    unique_areas = len({circle_area, rectangle_area, triangle_area}) == 3
    unique_perimeters = len({circle_perimeter, rectangle_perimeter, triangle_perimeter}) == 3
    
    if unique_areas and unique_perimeters:
        print("All shapes correctly override methods")
    else:
        print("Some shapes share method implementations")