Шаблон Abstract Factory в Python

Что это такое

Паттерн Абстрактная фабрика (Abstract Factory) создаёт целые семейства связанных объектов, которые должны использоваться вместе. Если фабричный метод создаёт один продукт, то абстрактная фабрика создаёт согласованный набор — и гарантирует, что части никогда не будут перемешаны.

Классический пример — темы оформления: светлая тема должна создавать светлые кнопки и светлые метки, а не их смесь.

Пример: фабрика тем

render_screen принимает любую UIFactory и строит из неё согласованный экран. Чтобы сменить весь внешний вид, достаточно одного аргумента — а смешать темы невозможно по самой конструкции.

Одна фабрика — одно согласованное семейство

Светлая тема создаёт только светлые элементы, тёмная — только тёмные. render_screen при этом не меняется.

Напишите программу на Python с абстрактной фабрикой интерфейса: протоколы Button и Label, протокол UIFactory с методами new_button и new_label, а также фабрики LightTheme и DarkTheme, создающие согласованные светлые или тёмные элементы. Функция render_screen отображает экран с помощью любой фабрики; отобразите один светлый и один тёмный экран.

> Вывод: полная программа на Python

Prompt

Напишите программу на Python с абстрактной фабрикой интерфейса: протоколы Button и Label, протокол UIFactory с методами new_button и new_label, а также фабрики LightTheme и DarkTheme, создающие согласованные светлые или тёмные элементы. Функция render_screen отображает экран с помощью любой фабрики; отобразите один светлый и один тёмный экран.

Вывод: полная программа на Python

from typing import Protocol

class Button(Protocol):
  def render(self) -> str: ...

class Label(Protocol):
  def render(self) -> str: ...

# Абстрактная фабрика создаёт целое согласованное семейство.
class UIFactory(Protocol):
  def new_button(self) -> Button: ...
  def new_label(self) -> Label: ...

class LightButton:
  def render(self) -> str:
    return "[ OK ]  светлая кнопка"

class LightLabel:
  def render(self) -> str:
    return "hello   светлая метка"

class DarkButton:
  def render(self) -> str:
    return "[ OK ]  тёмная кнопка"

class DarkLabel:
  def render(self) -> str:
    return "hello   тёмная метка"

class LightTheme:
  def new_button(self) -> Button:
    return LightButton()

  def new_label(self) -> Label:
    return LightLabel()

class DarkTheme:
  def new_button(self) -> Button:
    return DarkButton()

  def new_label(self) -> Label:
    return DarkLabel()

def render_screen(factory: UIFactory) -> None:
  print(factory.new_label().render())
  print(factory.new_button().render())

render_screen(LightTheme())
render_screen(DarkTheme())

Когда использовать

Используйте его, когда несколько объектов должны быть согласованы друг с другом — темы оформления, наборы виджетов для разных платформ, парные форматы импорта/экспорта.

Не используйте его, когда продукты не обязаны сочетаться. Независимым объектам нужны независимые конструкторы, а не фабрика семейств.

Плюсы и минусы

Плюсы: согласованность семейства гарантирована; целые семейства заменяются одним значением; вызывающий код зависит только от протоколов.

Минусы: много протоколов и классов для небольшой задачи; добавление нового продукта в семейство требует изменения каждой фабрики.