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【设计模式】创建型设计模式之工厂模式(简单工厂、工厂方法、抽象工厂、go简单实例)

时间:2024-06-12 21:30:21浏览次数:19  
标签:逻辑 对象 创建 代码 模式 工厂 go 设计模式

一般情况下,工厂模式分为三种更为细分的类型:简单工厂、工厂方法和抽象工厂。其中,前两者的方法原理比较简单,在实际的项目里也比较常用;而抽象工厂的原理稍微复杂,在实际的项目中相对也不常用。所以,我们今天重点是前两种工厂模式,

简单工厂

在下面这段代码里,我们根据配置文件的后缀(json,xml,yaml, properties),选择不同的解析器(JsonRuleConfigParser, XmlRuleConfigParser),将存在文件中的配置解析成内存对象RuleConfig

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为了让代码逻辑更加清晰、可读性更好,我们要善于把功能独立的代码块封装成函数,按照这个设计思路,我们可以把代码中设计parse创建的部分逻辑剥离出来,抽象成createParse()函数。重构之后的代码如下所示:

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为了让类的职责更加单一、代码更加清晰,我们还可以进一步将createParse()函数剥离到一个独立的类中,让这个类只负责对象的创建。而这个类就是简单工厂模式类。

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大部分工厂类都是以Factory这个单词结尾的,但是也不是必须的;工厂类中创建对象的方法一般是create开头,比如代码里的createParser,但是也有的命名为getInstance(),createInstance(),newInstance,我们根据具体的场景和习惯来命名就好。

在上面的代码里,每次调用RuleConfigParserFactory的createParse的时候,都需要创建一个新的parser。实际上,如果parser可以复用,为了节省内存和对象创建的时间,我们可以把parser事先创建好缓存起来,类似单例模式和工厂模式的结合。

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思考1:对于上面两种简单工厂模式的实现方法,如果我们要添加新的parser,那势必要改动到RuleConfigParserFactory的代码,那是不是违反开闭原则呢?

如果不是需要频繁地添加新的parser,只是偶尔修改RuleConfigParserFactory代码,稍微不符合开闭原则,也是可以接受的。

思考2:第一种实现里,有一组if分支判断逻辑,是否需要用多态或其他设计模式替代?

如果if分支不是很多,代码中有if分支也是可以接受的。

使用多态或设计模式替代if分支判断逻辑,虽然提高了代码的扩展性,但是也增加了类的个数,牺牲了代码的可读性。

工厂方法

思考3:如果必须将if分支逻辑去掉,那应该怎么办?

比较经典的方法就是利用多态 重构后的代码如下:

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这就是工厂方法模式的典型代码实现,当新增一种parser的时候,只需要新增一个实现了IRuleConfigParserFactory接口的Factory类即可。所以,工厂方法模式比简单工厂更符合开闭原则

但是实际上上述的方法存在很大的问题,在使用这些工厂类的时候,如何写load函数呢?

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工厂类对象的创建逻辑又耦合进了load函数里,跟最初的代码版本很相似。那么怎么解决这个问题呢?

可以为工厂类再创建一个简单工厂,也就是工厂的工厂,用来创建工厂类对象。代码如下,其中RuleConfigParserFactoryMap类是创建工厂对象的工厂类,RuleConfigParserFactoryMap返回的是缓存好的单例工厂对象。

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当我们需要添加新的规则配置解析器时,我们只需要创建新的parser类和parser factory类,并且在RuleConfigParserFactoryMap类里,将新的parser factory对象添加到cachedFactories里即可,代码的改动很少,基本上符合开闭原则。

实际上,对于规则配置文件解析这个应用场景来说,工厂模式需要额外创建诸多Factory类,也会增加代码的复杂性。而且,每个Factory类只是做简单的new操作,功能单薄,也没必要设计成独立的类。所以在这个应用场景下,简单工厂模式简单好用,比工厂方法模式更加合适。

思考:什么时候该用工厂方法模式,而非简单工厂模式?

对象的创建逻辑比较复杂,不是简单的new一下就可以,而是要组装其他类对象,做各种初始化操作的时候,推荐使用工厂方法模式,将复杂的创建逻辑拆分到多个工厂类中,让每个工厂类都不至于过于复杂。

某些场景下,如果对象不可复用,工厂类每次都要返回不同的对象,如果用简单工厂模式实现,就只能选择第一种包含if分支逻辑的实现方式。如果我们还想避免烦人的if-else分支逻辑,就推荐使用工厂方法模式

抽象工厂

在简单工厂和工厂方法中,类只有一种分类方法。比如在规则配置解析的例子里,解析器类只会根据配置文件格式(Json,xml,yaml)来分类。但是,如果类又两种分类方式。比如,我们既可以按照配置文件格式来分类,也可以按照解析的对象(Rule规则配置还是System系统配置)来分类,就会对应下面8个parser类。

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针对这种特殊的场景,如果还是继续用工厂方法来实现的话,我们要针对每个parser都编写一个工厂类,也就是要编写8个工厂类。如果未来还要增加针对业务配置的解析器,比如IBizConfigParser,还需要再增加4个工厂类。

抽象工厂就是针对这种非常特殊的场景而诞生的,我们可以让一个工厂负责创建多个不同类型的对象(IRuleConfigParser、ISystemConfigParser 等),而不是只创建一种parser对象。
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总结

当创建逻辑比较复杂,是一个大工程的时候,考虑使用工厂模式,封装对象的创建过程,将对象的创建和使用分离。

什么情况是创建逻辑比较复杂呢?

  1. 类似规则配置解析的例子,代码里存在if-else判断,动态的根据不同的类型创建不同的对象。

  2. 单个对象本身的创建过程比较复杂,比如要组合其他类对象,做各种初始化操作。

对于情况1,当每个对象的创建逻辑都比较简单,推荐使用简单工厂模式,将多个对象的创建逻辑放到一个工厂类里,当每个对象的创建逻辑都比较复杂的时候,为了避免设计一个庞大的简单工厂类,推荐使用工厂方法模式,将创建逻辑拆分的更细,每个对象的创建逻辑独立到各自的工厂类里。

对于情况2, 因为单个对象本身的创建逻辑比较复杂,推荐使用工厂方法模式。

对于其他情况,如果创建对象的逻辑并不复杂,直接通过new来创建对象就可以了,不需要使用工厂模式。

现在,我们上升一个思维层面来看工厂模式,它的作用无外乎下面这四个。这也是判断要不要使用工厂模式的最本质的参考标准。

封装变化: 创建逻辑有可能变化,封装成工厂类之后,创建逻辑的变更对调用者透明。

代码复用: 创建代码抽离到独立的工厂类之后可以复用。

隔离复杂性: 封装复杂的创建逻辑,调用者无需了解如何创建对象。

控制复杂度: 将创建代码抽离出来,让原本的函数或类职责更单一,代码更简洁。

go代码示例

package _2_factory

import "fmt"

// 奶茶店
type MilkTeaShop interface {
	GetMilkTea()
}

type HoneySnowIceCity struct{}

func (h *HoneySnowIceCity) GetMilkTea() {
	fmt.Println("蜜雪冰城的柠檬水")
}

type ChaPanda struct{}

func (c *ChaPanda) GetMilkTea() {
	fmt.Println("茶百道的芒芒生打椰")
}

func NewMilkTeaShop(name string) MilkTeaShop {
	switch name {
	case "mixue":
		return &HoneySnowIceCity{}
	case "cha":
		return &ChaPanda{}
	}
	return nil
}


func Test_SimpleFactory(t *testing.T) {
	NewMilkTeaShop("mixue").GetMilkTea()
	NewMilkTeaShop("cha").GetMilkTea()
}
//=== RUN   Test_SimpleFactory
//蜜雪冰城的柠檬水
//茶百道的芒芒生打椰

抽象工厂

package _2_factory

import "fmt"

type Lunch interface {
	Cook()
}

type rise struct {
}

func (c *rise) Cook() {
	fmt.Println("it is a rise.")
}

type Tomato struct {
}

func (c *Tomato) Cook() {
	fmt.Println("it is Tomato.")
}

type LunchFactory interface {
	CreateFood() Lunch
	CreateVegetable() Lunch
}

type simpleLunchFactory struct {
}

func NewSimpleShapeFactory() LunchFactory {
	return &simpleLunchFactory{}
}

func (s *simpleLunchFactory) CreateFood() Lunch {
	return &rise{}
}

func (s *simpleLunchFactory) CreateVegetable() Lunch {
	return &Tomato{}
}

func TestNewSimpleShapeFactory(t *testing.T) {
	factory := NewSimpleShapeFactory()
	food := factory.CreateFood()
	food.Cook()

	vegetable := factory.CreateVegetable()
	vegetable.Cook()
}

//it is a rise.
//it is Tomato.

参考:
设计模式之美
go设计模式

标签:逻辑,对象,创建,代码,模式,工厂,go,设计模式
From: https://blog.csdn.net/LightOfNight/article/details/139636977

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