Apprenez le modèle de conception "Abstract Factory" avec Python

En tant que matériel d'apprentissage des modèles de conception du GoF, le livre «Introduction aux modèles de conception appris dans le langage Java augmenté et révisé» semble être utile. Cependant, comme les exemples repris sont basés sur JAVA, j'ai essayé la même pratique avec Python pour approfondir ma compréhension.

■ Usine abstraite

Le modèle Abstract Factory est l'un des modèles de conception définis par GoF (Gang of Four; 4 gangs). Le but est de rationaliser la réutilisation de plusieurs modules en agrégeant les API pour générer des instances associées. En japonais, il est souvent traduit par «usine abstraite». Aussi appelé modèle de kit

UML class and sequence diagram UML class diagram (Ce qui précède est cité sur Wikipedia)

■ Exemple de programme "Abstract Factory"

Le modèle Abstract Factory semble créer un produit abstrait en combinant des parties abstraites de ** abstract factory **. En fait, j'aimerais exécuter le code d'implémentation Python de Abstract Factory pour avoir une idée de la ** abstract factory **. L'exemple de programme repris ici crée une collection de liens avec une structure hiérarchique sous forme de fichier HTML.

• Lorsqu'il est utilisé en mode ListFactory, un fichier HTML de liens au format liste sera généré.
• Lorsqu'il est utilisé en mode TableFactory, un fichier HTML d'une collection de liens tabulaires est généré.

(1) Essayez d'exécuter ListFactory

Tout d'abord, exécutons le code qui crée la page Web ** basée sur un lien **.

$ python Main.py ListFactory
[LinkPage.html] was created.

Un fichier appelé «LinkPage.html» a été généré. Lorsque j'ai vérifié l'apparence avec un navigateur Web, cela ressemblait à ceci.

(2) Essayez d'exécuter TableFactory

Ensuite, exécutons le code qui crée une page Web ** basée sur une table **.

$ python Main.py TableFactory
[LinkPage.html] was created.

Un fichier appelé «LinkPage.html» a été généré. Lorsque j'ai vérifié l'apparence avec un navigateur Web, cela ressemblait à ceci.

■ Détails de l'exemple de programme

Un code similaire a été téléchargé dans le référentiel Git. https://github.com/ttsubo/study_of_design_pattern/tree/master/AbstractFactory

• Structure du répertoire

.
├── Main.py
└── factory
    ├── __init__.py
    ├── factory.py
    ├── listfactory
    │   ├── __init__.py
    │   └── list_factory.py
    └── tablefactory
        ├── __init__.py
        └── table_factory.py

(1) Le rôle de AbstractProduct

Le rôle ʻAbstractProduct définit l'interface des parties abstraites et des produits créés par le rôle ʻAbstractFactory. Dans l'exemple de programme, les classes Link, Tray et Page remplissent ce rôle.

factory/factory.py

import sys
from abc import ABCMeta, abstractmethod

... (snip)

class Item(metaclass=ABCMeta):
    def __init__(self, caption):
        self.caption = caption

    @abstractmethod
    def makeHtml(self):
        pass

class Link(Item, metaclass=ABCMeta):
    def __init__(self, caption, url):
        super().__init__(caption)
        self.url = url

class Tray(Item, metaclass=ABCMeta):
    def __init__(self, caption):
        super().__init__(caption)
        self.tray = []

    def add(self, item):
        self.tray.append(item)

class Page(metaclass=ABCMeta):
    def __init__(self, title, author):
        self.title = title
        self.author = author
        self.content = []

    def add(self, item):
        self.content.append(item)

    def output(self):
        try:
            filename = self.title + '.html'
            writer = open(filename, 'w')
            writer.write(self.makeHtml())
            writer.close()
            print("[" + filename + "]" + " was created.")
        except Exception as e:
            print(e)
            sys.exit(1)

    @abstractmethod
    def makeHtml(self):
        pass

(2) Le rôle de AbstractFactory

Le rôle ʻAbstractFactory définit l'interface pour créer une instance du rôle ʻAbstractProduct. Dans l'exemple de programme, la classe Factory remplit ce rôle.

factory/factory.py

import sys
from abc import ABCMeta, abstractmethod

class Factory(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def createLink(self, caption, url):
        pass

    @abstractmethod
    def createTray(self, caption):
        pass

    @abstractmethod
    def createPage(self, title, author):
        pass

... (snip)

(3) Le rôle du client

Le rôle Client fait son travail en utilisant uniquement les interfaces des rôles ʻAbstractFactory et ʻAbstractProduct. Le rôle du «Client» ne connaît pas les pièces, produits ou usines spécifiques. Dans l'exemple de programme, la méthode startMain remplit ce rôle.

Main.py

import sys
import inspect
import factory

def startMain(factoryObject):
    asahi = factoryObject.createLink("Asahi", "http://www.asahi.com")
    yomiuri = factoryObject.createLink("Yomiuri", "http://www.yomiuri.co.jp")
    us_yahoo = factoryObject.createLink("Yahoo", "http://www.yahoo.com")
    jp_yahoo = factoryObject.createLink("Yahoo!Japan", "http://www.yahoo.co.jp")
    google = factoryObject.createLink("Google", "http://www.google.com")
    excite = factoryObject.createLink("Excite", "http://www.excite.co.jp")

    traynews = factoryObject.createTray("Newspaper")
    traynews.add(asahi)
    traynews.add(yomiuri)

    trayyahoo = factoryObject.createTray("Yahoo!")
    trayyahoo.add(us_yahoo)
    trayyahoo.add(jp_yahoo)

    traysearch = factoryObject.createTray("Search Engine")
    traysearch.add(trayyahoo)
    traysearch.add(excite)
    traysearch.add(google)

    page = factoryObject.createPage("LinkPage", "Hiroshi Yuki")
    page.add(traynews)
    page.add(traysearch)
    page.output()

if __name__ == '__main__':
    for _, plugin in inspect.getmembers(factory, inspect.isclass):
        if plugin.__name__ == sys.argv[1]:
            startMain(plugin())

(4) Le rôle du produit en béton

Le rôle ConcreteProduct implémente l'interface pour le rôle ʻAbstractProduct`. Dans l'exemple de programme, les classes suivantes remplissent ce rôle:

• ClasseListLink, classe ListTray, classe ListPage
• ClasseTableLink, classe TableTray, classe TablePage

factory/listfactory/list_factory.py

from factory.factory import Factory, Link, Tray, Page

... (snip)

class ListLink(Link):
    def __init__(self, caption, url):
        super().__init__(caption, url)

    def makeHtml(self):
        return '  <li><a href="{}">{}</a></li>\n'.format(self.url, self.caption)

class ListTray(Tray):
    def __init__(self, caption):
        super().__init__(caption)

    def makeHtml(self):
        buf = []
        buf.append('<li>\n')
        buf.append(self.caption + '\n')
        buf.append('<ul>\n')

        for item in self.tray:
            buf.append(item.makeHtml())

        buf.append('</ul>\n')
        buf.append('</li>\n')
        return ''.join(buf)

class ListPage(Page):
    def __init__(self, title, author):
        super().__init__(title, author)

    def makeHtml(self):
        buf = []
        buf.append('''
<html>
  <head><title>{}</title></head>
'''.format(self.title))
        buf.append('<body>\n')
        buf.append('<h1>{}</h1>'.format(self.title))
        buf.append('<ul>')

        for item in self.content:
            buf.append(item.makeHtml())

        buf.append('</ul>')
        buf.append('<hr><adress>{}</adress>'.format(self.author))
        buf.append('</body>\n</html>\n')
        return ''.join(buf)

factory/tablefactory/table_factory.py

from factory.factory import Factory, Link, Tray, Page

... (snip)

class TableLink(Link):
    def __init__(self, caption, url):
        super().__init__(caption, url)

    def makeHtml(self):
        return '<td><a href={}>{}</a></td>'.format(self.url, self.caption)

class TableTray(Tray):
    def __init__(self, caption):
        super().__init__(caption)

    def makeHtml(self):
        buf = []
        buf.append('<td>')
        buf.append('<table width="100%" border="1"><tr>')
        buf.append('<td bgcolor="#cccccc" algin="center" colsapn="{}"><b>{}</b></td>'.format(len(self.tray), self.caption))
        buf.append('</tr>\n')
        buf.append('<tr>\n')

        for item in self.tray:
            buf.append(item.makeHtml())

        buf.append('</tr></table>')
        buf.append('</td>')
        return ''.join(buf)

class TablePage(Page):
    def __init__(self, title, author):
        super().__init__(title, author)

    def makeHtml(self):
        buf = []
        buf.append('''
<html>
  <head><title>{}</title></head>
    '''.format(self.title))
        buf.append('<body>\n')
        buf.append('<h1>{}</h1>'.format(self.title))
        buf.append('<table width="80%" border="3">\n')

        for item in self.content:
            buf.append('<tr>{}</tr>'.format(item.makeHtml()))

        buf.append('</table>')
        buf.append('<hr><adress>{}</adress>'.format(self.author))
        buf.append('</body>\n</html>\n')
        return ''.join(buf)

(5) Le rôle de l'usine de béton

Le rôle ConcreteFactory implémente l'interface pour le rôle ʻAbstractFactory`. Dans l'exemple de programme, les classes suivantes remplissent ce rôle:

• ClasseListFactory
• ClasseTableFactory

factory/__init__.py

from factory.listfactory.list_factory import ListFactory
from factory.tablefactory.table_factory import TableFactory

__all__ = [
    "ListFactory",
    "TableFactory"   
]

factory/listfactory/list_factory.py

from factory.factory import Factory, Link, Tray, Page

class ListFactory(Factory):
    def createLink(self, caption, url):
        return ListLink(caption, url)

    def createTray(self, caption):
        return ListTray(caption)

    def createPage(self, title, author):
        return ListPage(title, author)

... (snip)

factory/tablefactory/table_factory.py

from factory.factory import Factory, Link, Tray, Page

class TableFactory(Factory):
    def createLink(self, caption, url):
        return TableLink(caption, url)

    def createTray(self, caption):
        return TableTray(caption)

    def createPage(self, title, author):
        return TablePage(title, author)

... (snip)

■ URL de référence

• Finition "Introduction aux modèles de conception appris en langage Java" (non) Introduction aux modèles de conception appris dans Language-Finishing-No-2cc9b34a30b2)
• Modèle de fabrique abstraite du "journal de tachikawa844"