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golang设计模式之工厂方法模式

工厂方法模式

wiki: 工厂方法模式(英语:Factory method pattern)是一种实现了“工厂”概念的面向对象设计模式。就像其他创建型模式一样,它也是处理在不指定对象具体类型的情况下创建对象的问题。工厂方法模式的实质是“定义一个创建对象的接口,但让实现这个接口的类来决定实例化哪个类。工厂方法让类的实例化推迟到子类中进行。”

上面是 维基百科 中对工厂方法的定义,在上一篇 golang设计模式之简单工厂模式 中我们介绍过,唯一的一个工厂控制着 所有产品的实例化,而 工厂方法 中包括一个工厂接口,我们可以动态的实现多种工厂,达到扩展的目的

  • 简单工厂需要:

    1. 工厂结构体
    2. 产品接口
    3. 产品结构体
  • 工厂方法需要:

    1. 工厂接口
    2. 工厂结构体
    3. 产品接口
    4. 产品结构体

简单工厂 中,依赖于唯一的工厂对象,如果我们需要实例化一个产品,那么就要向工厂中传入一个参数获取对应对象,如果要增加一种产品,就要在工厂中修改创建产品的函数,耦合性过高 ,而在 工厂方法 中,依赖工厂接口,我们可以通过实现工厂接口,创建多种工厂,将对象创建由一个对象负责所有具体类的实例化,变成由一群子类来负责对具体类的实例化,将过程解耦。

下面用代码实现:

例如,我们现在有一个产品需要被创建,那么先构建工厂接口和产品接口


  // 工厂接口
  type FactoryInterface interface {
  	  CreateProduct(t string) ProductInterface
  }

 // 产品接口
 type ProductInterface interface {
 	Intro()
 }

复制代码

然后实现这两个接口: 工厂结构体和产品结构体


  // 创建工厂结构体并实现工厂接口
  type Factory1 struct {
  }

  func (f Factory1) CreateProduct(t string) ProductInterface {
      switch t {
      case "product1":
          return Product1{}
      default:
          return nil
      }

  }


  // 创建产品1并实现产品接口
  type Product1 struct {
  }

  func (p Product1) Intro() {
	  fmt.Println("this is product 1")
  }
复制代码

这样在使用的时候,就可以让子类来选择实例化哪种产品:

  // 创建工厂
  	f := new(Factory1)

  	p := f.CreateProduct("product1")
  	p.Intro()  // output:  this is product 1.
复制代码

或许上面的代码看起来并不容易懂,因为我们只有一种产品,不能看出来它的好处,在网上我看到了一个卖包子的例子,我觉得很贴切,在这我就用go实现一下,辅助理解:

栗子: 我现在想在我的老家齐齐哈尔开一家包子店,卖猪肉馅和三鲜馅两种馅料的包子,那么我们使用简单工厂模式应该怎样实现呢?

  • 简单工厂模式实现:

    1. 创建工厂结构体(包子店)

        // 工厂类(包子店)
        type BunShop struct {
        }
      复制代码
    2. 创建产品接口(包子类的接口)

        type Bun interface {
        	create()
        }
      复制代码
    3. 实现产品(2种包子)

      type PigMeatBuns struct {}
    
      func (p PigMeatBuns) create() {
        fmt.Println("猪肉馅包子")
      }
    
      type SamSunStuffingBuns struct {}
    
      func (s SamSunStuffingBuns) create() {
        fmt.Println("三鲜馅包子")
      }
    复制代码
    1. 为工厂添加生产包子的方法
      func (b BunShop) Generate(t string) Bun {
        switch t {
          case "pig":
            return PigMeatBuns{}
          case "3s":
            return SamSunStuffingBuns{}
          default:
            return nil
        }
      }
    复制代码
    1. 这样一个简单工厂模式就完成了:
    
      factory := new(BunShop)
      b := factory.Generate("pig")
      b.create() // output: 猪肉馅包子
    复制代码

可是如果生意做的不错,我想要在广东开一家分店该怎么办呢?依旧是两种包子,但是为了符合当地人的口味,一定会有所差别,难道要一步一步的修改工厂类吗?

这样工厂方法模式就派上用场了...

  1. 添加工厂接口(包子店的接口)和产品接口(包子接口)

      type BunShopInterface interface{
         Generate(t string) Bun
      }
    
      type Bun interface {
         create()
      }
    复制代码
  2. 创建工厂结构体和产品结构体(具体包子店和具体包子)

      type QSPigMeatBuns struct{}
      type GDPigMeatBuns struct{}

      type QSSamSunStuffingBuns struct{}
      type GDSamSunStuffingBuns struct{}

      // 实现产品接口...  这里就不写了
      // CODE ...
复制代码
  1. 创建对应的工厂(齐市包子店和广东包子店)
    type QSBunShop struct {}

    type GDBunShop struct {}

    func (qs QSBunShop) Generate(t string) Bun {
       switch t {
           case "pig":
             return QSPigMeatBuns{}
           case "3s":
             return QSSamSunStuffingBuns{}
           default:
             return nil
        }
    }


    func (gd QSBunShop) Generate(t string) Bun {
         switch t {
           case "pig":
             return GDPigMeatBuns{}
           case "3s":
             return GDSamSunStuffingBuns{}
           default:
             return nil
           }
      }
复制代码
  1. 这样,就完成了工厂方法模式
      var b Bun
      // 卖呀卖呀卖包子...
      QSFactory := new(QSBunShop)
      b = QSFactory.Generate("pig")  // 传入猪肉馅的参数,会返回齐市包子铺的猪肉馅包子
      b.create()

      GDFactory := new(GDBunShop)
      b = GDFactory.Generate("pig") // 同样传入猪肉馅的参数,会返回广东包子铺的猪肉馅包子
      b.create()
复制代码

go中没有继承,实际上可以以组合的方式达到继承的目的

简单工厂模式和工厂方法模式看起来很相似,本质区别就在于,如果在包子店中直接创建包子产品,是依赖具体包子店的,扩展性、弹性、可维护性都较差,而如果将实例化的代码抽象出来,不再依赖具体包子店,而是依赖于抽象的包子接口,使对象的实现从使用中解耦,这样就拥有很强的扩展性了,也可以称为 『依赖倒置原则』

工厂方法模式的优缺点

  • 优点:

    1. 符合“开闭”原则,具有很强的的扩展性、弹性和可维护性。修改时只需要添加对应的工厂类即可

    2. 使用了依赖倒置原则,依赖抽象而不是具体,使用(客户)和实现(具体类)松耦合

    3. 客户只需要知道所需产品的具体工厂,而无须知道具体工厂的创建产品的过程,甚至不需要知道具体产品的类名。

  • 缺点:

    1. 每增加一个产品时,都需要一个具体类和一个具体创建者,使得类的个数成倍增加,导致系统类数目过多,复杂性增加

    2. 对简单工厂,增加功能修改的是工厂类;对工厂方法,增加功能修改的是产品类。

上述代码均放在 golang-design-patterns 这个仓库中

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