開場

歡迎各位來到的設計模式進階篇。
延續了我們第十一天分享的 Singleton 與 MVC 入門設計模式，今天想進一步挑戰自己，學習 Factory（工廠模式）與 Observer（觀察者模式），看看如何在 Python 小程式中實際應用，讓寫出的程式更富有彈性與擴充性。

如果你曾經歷過以下痛苦：

• 明明只改了一個小功能，卻得跑去改十幾個檔案。
• 專案不斷擴大，新的功能像補丁一樣，越疊越難維護。

那麼，今天的兩個模式就是為你準備的「程式碼解藥」！我們將學習的 Factory（工廠模式）和 Observer（觀察者模式）核心目標只有一個：讓程式碼達成軟體設計的最高標準——高內聚、低耦合。

今天就讓我們一起，讓程式碼從「一團亂麻」進化成「優雅的自動化系統」吧！

正文開始：解鎖兩大神器

模式一：Factory Pattern工廠模式

Factory 模式屬於創建型模式，簡單來說，它把「製造」東西的職責，從需要這些東西的人（客戶端程式碼）身上剝離出來，交給一個專業的「工廠」，會讓程式碼更專心於業務上。

它的關鍵優勢在於：它把具體產品的 new ConcreteClass() 邏輯封裝起來。也就是說當我們需要新增或修改產品時，只需要動 Factory 內部，所有呼叫 Factory 的客戶端程式碼都不用修改。
這就是我們追求的Decoupling解耦！

簡單 Python 範例：

(1)定義類別

class Dog:
    def speak(self):
        return "Woof!"

class Cat:
    def speak(self):
        return "Meow!"

• Dog 和 Cat 都有一個 speak 方法，分別會回傳 "Woof!" 和 "Meow!"。

(2)工廠函式

def animal_factory(animal_type):
    if animal_type == "dog":
        return Dog()
    elif animal_type == "cat":
        return Cat()

• animal_factory 是個工廠函式，根據傳入的 animal_type 字串決定要建立 Dog 還是 Cat 的實例，然後回傳這個物件。

(3)使用工廠建立物件

pet = animal_factory("dog")
print(pet.speak()) 

• 呼叫 animal_factory("dog") → 產生 Dog 物件並指派給 pet。
• 呼叫 pet.speak() → 執行 Dog 的 speak 方法，印出 "Woof!"。

優點表格：

模式二：Observer Pattern觀察者模式

Observer 模式屬於行為型模式。它定義了一種「一對多」的依賴關係，讓一個對象（主題）狀態改變時，所有依賴它的對象（觀察者）都能自動被通知並更新。
它的關鍵優勢在於：能將發布者與訂閱者徹底分離，實現極致的鬆散耦合。也就是說主題完全不需要知道誰在觀察它，或觀察者要做什麼。它只管發送通知。這讓你的程式碼可以輕鬆建立出「當 A 事件發生時，B、C、D 模組自動響應」的優雅事件驅動機制。常見於 UI 事件處理、數據流更新等場景。

簡單 Python 範例：

(1)Subject 類別（被觀察者）

class Subject:
    def __init__(self):
        self.observers = []

• Subject 有一個 observers 清單，用來存放所有觀察者（Observer）物件。

def attach(self, observer):
    self.observers.append(observer)

• attach 方法用來把觀察者加入清單。

def notify(self, message):
    for observer in self.observers:
        observer.update(message)

• notify 方法用來通知所有觀察者，把訊息傳給他們的 update 方法。
  (2)Observer 類別（觀察者）

class Observer:
    def update(self, message):
        print(f"Received message: {message}")

• Observer 只要有 update 方法，收到訊息就會印出來。
  (3)實際使用

subject = Subject()
obs1 = Observer()
obs2 = Observer()

subject.attach(obs1)
subject.attach(obs2)
subject.notify("Hello Observers!")

• 建立一個 Subject（被觀察者）和兩個 Observer
• 用 attach 把觀察者加入被觀察者的清單
• 呼叫 notify("Hello Observers!") → 所有觀察者的 update 都會被呼叫，印出：

Received message: Hello Observers!
Received message: Hello Observers!

優點表格

我很喜歡這句話：＂設計模式的價值，在於讓現在的你，寫出未來更容易維護的程式碼。＂在實作的過程中，雖然腦袋偶爾像打結的線，但當整個架構慢慢成形，那份清晰與秩序感，讓我心裡充滿了踏實的溫暖。
祝福我們都能繼續在IT鐵人賽學習的路上越走越遠~