[Design Pattern With Go]设计模式-工厂模式

这次介绍的设计模式是工厂模式，这是一个比较常见的创建型模式。一般情况下，工厂模式分为三种：简单工厂、工厂方法和抽象工厂，下面慢慢举例介绍下。

简单工厂

考虑一个加密程序的应用场景，一个加密程序可能提供了AES，DES等加密方法，这些加密方式都实现了同一个接口ICipher，它有两个方法分别是 Encript 和 Decript。我们使用加密程序的时候会希望简单的指定加密方式，然后传入原始数据以及必要参数，然后就能得到想要的加密数据。这个功能用简单工厂如何实现呢？

模式结构

简单工厂模式包含一下几个角色：

Factory（工厂角色），负责创建所有实例。

Product（抽象产品角色），指工厂所创建的实例的基类，在 golang 中通常为接口。

ConcreteProduce（具体产品），指工厂所创建的具体实例的类型。

在这个加密程序的例子中，工厂角色的职责是返回加密函数；抽象产品角色是所有加密类的基类，在 golang 中是定义了加密类通用方法的接口；具体产品是指具体的加密类，如 AES、DES 等等。我们可以用 UML 关系图来表示这几个角色之间的关系：

代码设计

依据 UML 关系图，我们可以设计出采用简单工厂模式的加密代码。首先是 ICipher 接口，定义了 Encript 和 Decript 两个方法：

type ICipher interface { Encrypt([]byte) ([]byte, error) Decrypt([]byte) ([]byte, error) }

然后根据这个接口，分别实现 AESCipher 和 DESCipher 两个加密类。

AESCipher:

type AESCipher struct { } func NewAESCipher() *AESCipher { return &AESCipher{} } func (c AESCipher) Encrypt(data []byte) ([]byte, error) { return nil, nil } func (c AESCipher) Decrypt(data []byte) ([]byte, error) { return nil, nil }

DESCipher:

type DESCipher struct { } func NewDesCipher() *DESCipher { return &DESCipher{} } func (c DESCipher) Encrypt(data []byte) ([]byte, error) { return nil, nil } func (c DESCipher) Decrypt(data []byte) ([]byte, error) { return nil, nil }

最后是一个工厂角色，根据传入的参数返回对应的加密类，Java 需要实现一个工厂类，这里我们用一个函数来做加密类工厂：

func CipherFactory(cType string) ICipher { switch cType { case "AES": return NewAESCipher() case "DES": return NewDesCipher() default: return nil } }

这样，通过调用 CipherFactory 传入所需的加密类型，就可以得到所需要的加密类实例了。

func TestCipherFactory(t *testing.T) { c := CipherFactory("RSA") if c != nil { t.Fatalf("unsupport RSA") } c = CipherFactory("AES") if reflect.TypeOf(c) != reflect.TypeOf(&AESCipher{}) { t.Fatalf("cipher type should be AES") } c = CipherFactory("DES") if reflect.TypeOf(c) != reflect.TypeOf(&DESCipher{}) { t.Fatalf("cipher type should be DES") } } 小结

简单工厂将业务代码和创建实例的代码分离，使职责更加单一。不过，它将所有创建实例的代码都放到了 CipherFactory 中，当加密类增加的时候会增加工厂函数的复杂度，产品类型增加时需要更新工厂函数这一操作也是违反了“开闭原则”，所以简单工厂更适合负责创建的对象比较少的场景。

工厂方法

为了让代码更加符合“开闭原则”，我们可以给每个产品都增加一个工厂子类，每个子类生成具体的产品实例，将工厂方法化，也就是现在要介绍的工厂方法模式。

模式结构

工厂方法和和简单工厂相比，将工厂角色细分成抽象工厂和具体工厂：

Product（抽象产品）：定义产品的接口。

ConcreteFactory（具体产品）：具体的产品实例。

Factory（抽象工厂）：定义工厂的接口。

ConcreteFactory（具体工厂）：实现抽象工厂，生产具体产品。

可以使用如下的 UML 图来表示这几个角色直接的关系：

代码设计

抽象产品角色和具体产品角色就不再定义了，和简单工厂相同，具体展示一下抽象工厂角色和具体工厂角色。
抽象工厂角色定义了一个方法，用于创建对应的产品：

type ICipherFactory interface { GetCipher() ICipher }

根据这个接口，分别定义出 AESCipherFactory、和 DESCipherFactory 两个子类工厂。

AESCipherFactory

type AESCipherFactory struct { } func (AESCipherFactory) GetCipher() ICipher { return NewAESCipher() } func NewAESCipherFactory() *AESCipherFactory { return &AESCipherFactory{} }

DESCipherFactory

type DESCipherFactory struct { } func (DESCipherFactory) GetCipher() ICipher { return NewDESCipher() } func NewDESCipherFactory() *DESCipherFactory { return &DESCipherFactory{} }