golang 创建型设计模式 工厂方法

缘起

最近复习设计模式
拜读谭勇德的<<设计模式就该这样学>>
该书以java语言演绎了常见设计模式
本系列笔记拟采用golang练习之

工厂方法

工厂方法模式（Factory Method Pattern）又叫作多态性工厂模式，指定义一个创建对象的接口，但由实现这个接口的类来决定实例化哪个类，工厂方法把类的实例化推迟到子类中进行。
在工厂方法模式中，不再由单一的工厂类生产产品，而是由工厂类的子类实现具体产品的创建。因此，当增加一个产品时，只需增加一个相应的工厂类的子类, 以解决简单工厂生产太多产品导致其内部代码臃肿（switch … case分支过多）的问题。

场景

• 某智能家居场景, 需要通过app统一控制智能照明灯的开关
• 智能灯可以打开 - Open(), 或关闭 - Close()
• 智能灯可能来自不同厂商, 控制驱动不一样, 具体信息保存在配置文件中
• 当智能灯的品种越来越多以后, 简单工厂方法迅速膨胀, 变得难以维护, 因此需要改造为工厂方法

设计

• 定义ILight接口, 表示智能灯
• 定义ILightFactory接口, 表示创建智能灯的抽象工厂
• 定义LightInfo类, 保存不同灯的配置信息
• 定义FactoryRegistry类, 用于接受不同厂商的工厂子类
• 不同厂商各自实现抽象工厂和抽象产品

factory_method_test.go

单元测试

package patterns

import (
    fm "learning/gooop/creational_patterns/factory_method"
    "testing"

    // 引入mijia并自动注册
    _ "learning/gooop/creational_patterns/factory_method/mijia"

    // 引入redmi并自动注册
    _ "learning/gooop/creational_patterns/factory_method/redmi"
)

func Test_FactoryMethod(t *testing.T) {
    config := make([]*fm.LightInfo, 0)
    config = append(config, fm.NewLightInfo(1, "客厅灯", "mijia", "L-100"))
    config = append(config, fm.NewLightInfo(2, "餐厅灯", "redmi", "L-45"))

    for _,info := range config {
        factory := fm.DefaultFactoryRegistry.Get(info.Vendor())
        if factory == nil {
            t.Errorf("unsupported vendor: %s", info.Vendor())

        } else {
            e, light := factory.Create(info)
            if e != nil {
                t.Error(e.Error())

            } else {
                _ = light.Open()
                _ = light.Close()
            }
        }
    }
}

测试输出

$ go test -v factory_method_test.go 
=== RUN   Test_FactoryMethod
tMijiaLight.open, &{1 客厅灯 mijia L-100}
tMijiaLight.Close, &{1 客厅灯 mijia L-100}
tRedmiLight.open, &{2 餐厅灯 redmi L-45}
tRedmiLight.Close, &{2 餐厅灯 redmi L-45}
--- PASS: Test_FactoryMethod (0.00s)
PASS
ok      command-line-arguments  0.002s

ILight.go

定义智能灯的接口

package factory_method

type ILight interface {
    ID() int
    Name() string

    Open() error
    Close() error
}

ILightFactory.go

定义智能灯工厂的接口

package factory_method

type ILightFactory interface {
    Create(info *LightInfo) (error, ILight)
}

_

LightInfo.go

封装智能灯的配置信息

package factory_method

type LightInfo struct {
    iID int
    sName string
    sVendor string
    sModel string
}

func NewLightInfo(id int, name string, vendor string, model string) *LightInfo {
    return &LightInfo{
        id, name, vendor, model,
    }
}

func (me *LightInfo) ID() int {
    return me.iID
}

func (me *LightInfo) Name() string {
    return me.sName
}

func (me *LightInfo) Vendor() string {
    return me.sVendor
}

FactoryRegistry.go

提供从厂商名称到该厂商的智能灯工厂实例的注册表

package factory_method


var DefaultFactoryRegistry = newFactoryRegistry()


type IFactoryRegistry interface {
    Set(vendor string, factory ILightFactory)
    Get(vendor string) ILightFactory
}

type tSimpleFactoryRegistry struct {
    mFactoryMap map[string]ILightFactory
}

func newFactoryRegistry() IFactoryRegistry {
    return &tSimpleFactoryRegistry{
        mFactoryMap: make(map[string]ILightFactory, 0),
    }
}

func (me *tSimpleFactoryRegistry) Set(vendor string, factory ILightFactory) {
    me.mFactoryMap[vendor] = factory
}

func (me *tSimpleFactoryRegistry) Get(vendor string) ILightFactory {
    it,ok := me.mFactoryMap[vendor]
    if ok {
        return it
    }
    return nil
}

MijiaLightFactory.go

位于"mijia"子目录, 实现ILightFactory接口, 提供对"mijia"产品的创建

package mijia

import (fm "learning/gooop/creational_patterns/factory_method")

func init() {
    fm.DefaultFactoryRegistry.Set("mijia", newMijiaLightFactory())
}

type tMijiaLightFactory struct {
}

func newMijiaLightFactory() fm.ILightFactory {
    return &tMijiaLightFactory{}
}

func (me *tMijiaLightFactory) Create(info *fm.LightInfo) (error, fm.ILight) {
    return nil, NewMijiaLight(info)
}

MijiaLight.go

位于"mijia"子目录, 实现ILight接口, 提供对"mijia"智能灯的实现

package mijia

import "fmt"
import (fm "learning/gooop/creational_patterns/factory_method")

type tMijiaLight struct {
    fm.LightInfo
}


func NewMijiaLight(info *fm.LightInfo) *tMijiaLight {
    return &tMijiaLight{
        *info,
    }
}

func (me *tMijiaLight) Open() error {
    fmt.Printf("tMijiaLight.open, %v\n", &me.LightInfo)
    return nil
}

func (me *tMijiaLight) Close() error {
    fmt.Printf("tMijiaLight.Close, %v\n", &me.LightInfo)
    return nil
}

RedmiLightFactory.go

位于"redmi"子目录, 实现ILightFactory接口, 提供对"redmi"产品的创建

package redmi

import (fm "learning/gooop/creational_patterns/factory_method")

func init() {
    fm.DefaultFactoryRegistry.Set("redmi", newRedmiLightFactory())
}

type tRedmiLightFactory struct {
}

func newRedmiLightFactory() fm.ILightFactory {
    return &tRedmiLightFactory{}
}

func (me *tRedmiLightFactory) Create(info *fm.LightInfo) (error, fm.ILight) {
    return nil, newRedmiLight(info)
}

RedmiLight.go

位于"redmi"子目录, 实现ILight接口, 提供对"redmi"智能灯的实现

package redmi

import "fmt"
import (fm "learning/gooop/creational_patterns/factory_method")

type tRedmiLight struct {
    fm.LightInfo
}


func newRedmiLight(info *fm.LightInfo) *tRedmiLight {
    return &tRedmiLight{
        *info,
    }
}

func (me *tRedmiLight) Open() error {
    fmt.Printf("tRedmiLight.open, %v\n", &me.LightInfo)
    return nil
}

func (me *tRedmiLight) Close() error {
    fmt.Printf("tRedmiLight.Close, %v\n", &me.LightInfo)
    return nil
}

小结

工厂方法模式的优点
（1）灵活性增强，对于新产品的创建，只需多写一个相应的工厂类。
（2）典型的解耦框架。高层模块只需要知道产品的抽象类，无须关心其他实现类，满足迪米特法则、依赖倒置原则和里氏替换原则。
工厂方法模式的缺点
（1）类的个数容易过多，增加复杂度。
（2）增加了系统的抽象性和理解难度。
（3）抽象产品只能生产一种产品，此弊端可使用抽象工厂模式解决。

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