工厂方法模式 - 元素码农

发布时间: 2025-03-21 10:57

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# 工厂方法模式

工厂方法模式是一种创建型设计模式，它定义了一个创建对象的接口，但由子类决定要实例化的类是哪一个。工厂方法让类把实例化推迟到子类。

## 适用场景

1. 当你不知道该使用哪个具体类时
2. 当你希望用户能扩展你的软件库或框架的内部组件时
3. 当你希望复用现有对象来节省系统资源，而不是每次都重新创建对象时

## UML类图

```mermaid
classDiagram
    class Creator {
        <<interface>>
        +factoryMethod()*Product
    }
    class ConcreteCreatorA {
        +factoryMethod()*Product
    }
    class ConcreteCreatorB {
        +factoryMethod()*Product
    }
    class Product {
        <<interface>>
        +operation()
    }
    class ConcreteProductA {
        +operation()
    }
    class ConcreteProductB {
        +operation()
    }
    Creator <|-- ConcreteCreatorA
    Creator <|-- ConcreteCreatorB
    Product <|-- ConcreteProductA
    Product <|-- ConcreteProductB
    ConcreteCreatorA ..> ConcreteProductA
    ConcreteCreatorB ..> ConcreteProductB
```

## 代码示例

以下是一个使用Go语言实现的日志记录器工厂方法模式示例：

```go
package main

import "fmt"

// Logger 接口定义了日志记录器的行为
type Logger interface {
    Log(message string)
}

// FileLogger 实现了文件日志记录
type FileLogger struct{}

func (f *FileLogger) Log(message string) {
    fmt.Printf("File Logger: %s\n", message)
}

// ConsoleLogger 实现了控制台日志记录
type ConsoleLogger struct{}

func (c *ConsoleLogger) Log(message string) {
    fmt.Printf("Console Logger: %s\n", message)
}

// LoggerFactory 接口定义了创建日志记录器的工厂方法
type LoggerFactory interface {
    CreateLogger() Logger
}

// FileLoggerFactory 实现了创建文件日志记录器的工厂
type FileLoggerFactory struct{}

func (f *FileLoggerFactory) CreateLogger() Logger {
    return &FileLogger{}
}

// ConsoleLoggerFactory 实现了创建控制台日志记录器的工厂
type ConsoleLoggerFactory struct{}

func (c *ConsoleLoggerFactory) CreateLogger() Logger {
    return &ConsoleLogger{}
}

func main() {
    // 使用文件日志记录器
    fileFactory := &FileLoggerFactory{}
    fileLogger := fileFactory.CreateLogger()
    fileLogger.Log("这是一条文件日志")

// 使用控制台日志记录器
    consoleFactory := &ConsoleLoggerFactory{}
    consoleLogger := consoleFactory.CreateLogger()
    consoleLogger.Log("这是一条控制台日志")
}
```

## 优点

1. 符合开闭原则，可以在不修改现有代码的情况下引入新的产品类型
2. 避免了创建者和具体产品之间的紧密耦合
3. 将产品的创建逻辑集中到一个地方，使得代码更容易维护
4. 让创建对象的代码和使用对象的代码分离，降低了代码的耦合度

## 缺点

1. 需要引入许多新的子类，可能会导致代码结构变得复杂
2. 对于简单的对象创建，可能会显得小题大做

## 与其他模式的关系

1. 工厂方法模式通常在大型项目中与抽象工厂模式一起使用
2. 工厂方法可以作为模板方法模式的一个步骤
3. 工厂方法与原型模式可以互相补充，工厂方法可以通过克隆原型来创建对象

## 实际应用场景

1. 数据库连接器的创建：不同类型数据库（MySQL、PostgreSQL等）的连接器
2. UI组件库：创建不同风格的按钮、输入框等组件
3. 日志系统：如示例中的不同类型日志记录器
4. 文档转换器：将文档转换为不同格式（PDF、HTML等）