【设计模式】简单工厂模式,工厂模式,抽象工厂模式,单例,代理,go案例区分总结

工厂模式三种类型:

一、简单工厂模式(Simple Factory)

定义: 用一个工厂类,根据传入的参数决定创建哪一种具体产品类实例。

面试说法: 由一个统一的工厂创建所有对象,增加新产品时需要修改工厂类,不符合OCP开闭原则。

OCP原则:
对扩展开放 (Open for extension):软件中的功能应该允许通过新增代码来进行扩展。
对修改关闭(Closed for modification):原有代码不应该被修改,以减少引入 bug 的风险。

Go 实现:

go 复制代码
type PayMethod interface {
	Pay(amount float64)
}

type AliPay struct{}
func (a *AliPay) Pay(amount float64) {
	fmt.Println("使用支付宝支付", amount)
}

type WeChatPay struct{}
func (w *WeChatPay) Pay(amount float64) {
	fmt.Println("使用微信支付", amount)
}

func PayFactory(channel string) PayMethod {
	switch channel {
	case "alipay":
		return &AliPay{}
	case "wechat":
		return &WeChatPay{}
	default:
		return nil
	}
}

二、工厂方法模式(Factory Method)

定义: 把创建对象的逻辑下放到每个具体工厂类,遵循了开闭原则。

面试说法: 一个抽象工厂接口 + 多个具体工厂类,每种产品由对应工厂类负责创建。符合开闭原则,新增产品时不修改已有代码,只需新增工厂类。

Go 实现:

go 复制代码
type PayMethod interface {
	Pay(amount float64)
}

type PayFactory interface {
	CreatePayMethod() PayMethod
}

type AliPay struct{}
func (a *AliPay) Pay(amount float64) {
	fmt.Println("使用支付宝支付", amount)
}

type AliPayFactory struct{}
func (f *AliPayFactory) CreatePayMethod() PayMethod {
	return &AliPay{}
}

type WeChatPay struct{}
func (w *WeChatPay) Pay(amount float64) {
	fmt.Println("使用微信支付", amount)
}

type WeChatPayFactory struct{}
func (f *WeChatPayFactory) CreatePayMethod() PayMethod {
	return &WeChatPay{}
}

三、抽象工厂模式(Abstract Factory)

定义: 提供一系列产品创建的接口,每个具体工厂创建一整套产品。

面试说法: 用于创建一系列相关产品,适用于产品族的扩展。每个工厂可以返回多个产品实例,如 UI 工厂创建按钮、窗口、滚动条等。

Go 实现:

go 复制代码
// 抽象产品
type Pay interface {
	Pay(amount float64)
}
type Refund interface {
	Refund(amount float64)
}

// 抽象工厂
type PayFactory interface {
	CreatePay() Pay
	CreateRefund() Refund
}

// 支付宝产品实现
type AliPay struct{}
func (a *AliPay) Pay(amount float64) {
	fmt.Println("支付宝支付", amount)
}
type AliRefund struct{}
func (a *AliRefund) Refund(amount float64) {
	fmt.Println("支付宝退款", amount)
}

// 支付宝工厂
type AliFactory struct{}
func (f *AliFactory) CreatePay() Pay {
	return &AliPay{}
}
func (f *AliFactory) CreateRefund() Refund {
	return &AliRefund{}
}

面试中该如何答工厂模式的区别?

  1. 简单工厂模式

    • 优点:结构简单,适用于产品数量较少、需求变化不频繁的场景。
    • 缺点:不符合开闭原则,新增产品需要修改工厂代码。
    • 应用场景:支付渠道种类少的项目、快速原型开发。
  2. 工厂方法模式

    • 优点:符合开闭原则,新增产品时只需新增具体工厂类,扩展性好。
    • 缺点:类的数量增加,结构相对复杂。
    • 应用场景:产品频繁扩展变化的系统,例如支持多个支付渠道,未来还会新增。
  3. 抽象工厂模式

    • 优点:可以创建一整套相关联的产品(产品族),一致性强。
    • 缺点:不方便支持新增产品种类(每个工厂都要改),灵活性略低。
    • 应用场景:跨平台开发、UI 工具包、数据库驱动(同一工厂生产连接器和执行器等)。

"简单工厂是最基本的一种模式,用一个工厂创建所有对象,不符合开闭原则。工厂方法将创建逻辑分离到每个工厂类,支持扩展。抽象工厂则用于生产一组相关产品,产品族统一,适合跨平台系统。"
工厂模式

✅ 通常只有一个抽象工厂接口多个具体工厂实现类 ,每个工厂创建一种产品
抽象工厂模式

✅ 有一个抽象工厂接口多个具体工厂实现类 ,每个工厂创建一个产品族

✅ 强调产品之间的 "族" 关系(如 Windows 风格的按钮 + 复选框必须来自同一个工厂)。

go 复制代码
// 抽象产品族
type Button interface { Click() }
type Checkbox interface { Check() }

// 具体产品(按族分类)
type WindowsButton struct{}
type WindowsCheckbox struct{}
type MacButton struct{}
type MacCheckbox struct{}

// 抽象工厂
type GUIFactory interface {
    CreateButton() Button
    CreateCheckbox() Checkbox
}

// 具体工厂
type WindowsFactory struct{} // 创建Windows风格的Button和Checkbox
type MacFactory struct{}     // 创建Mac风格的Button和Checkbox

四、单例模式(Singleton Pattern)

定义:

确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点。

使用场景:

  • 配置管理类
  • 数据库连接池
  • 日志处理类
  • 缓存管理器

特点:

  • 全局唯一
  • 延迟初始化(懒汉)
  • 线程安全

Go 语言实现(懒汉 + 线程安全):

go 复制代码
package singleton

import (
	"sync"
)

type Singleton struct {
	Name string
}

var (
	instance *Singleton
	once     sync.Once
)

func GetInstance() *Singleton {
	once.Do(func() {
		instance = &Singleton{Name: "唯一实例"}
	})
	return instance
}

单例模式确保某个类在整个系统中只有一个实例。常用 sync.Once 来实现线程安全的延迟初始化。在场景如日志记录器、配置加载器中很常见。它的关键是将构造函数私有化,通过提供一个全局访问方法来获取实例。

饿汉

go 复制代码
package singleton

type EagerSingleton struct {
	Name string
}

var eagerInstance = &EagerSingleton{Name: "饿汉式单例"}

func GetEagerInstance() *EagerSingleton {
	return eagerInstance
}
  1. 懒汉式 在第一次使用时才初始化,需要注意并发下的线程安全 ,Go 中推荐使用 sync.Once 来保证只初始化一次
  2. 饿汉式 在程序启动时就创建 实例,线程安全但资源利用不够高效 。适合对资源敏感性不强的场景。
    实际开发中,推荐懒汉式 + sync.Once 方式来兼顾延迟加载和线程安全。

五、代理模式(Proxy Pattern)

定义:

为其他对象提供一个"代理"以控制对该对象的访问。

使用场景:

  • 访问控制(权限校验)
  • 延迟加载(虚拟代理)
  • 远程代理(RPC Stub)
  • 缓存代理(避免重复计算)

Go 语言实现(以下载器为例,带缓存功能的代理):

go 复制代码
package proxy

import "fmt"

type Downloader interface {
	Download(url string)
}

// 真实对象
type RealDownloader struct{}

func (r *RealDownloader) Download(url string) {
	fmt.Println("正在下载:", url)
}

// 代理对象
type ProxyDownloader struct {
	real     *RealDownloader
	cacheMap map[string]bool
}

func NewProxyDownloader() *ProxyDownloader {
	return &ProxyDownloader{
		real:     &RealDownloader{},
		cacheMap: make(map[string]bool),
	}
}

func (p *ProxyDownloader) Download(url string) {
	if p.cacheMap[url] {
		fmt.Println("缓存命中:", url)
	} else {
		p.real.Download(url)
		p.cacheMap[url] = true
	}
}

代理模式通过引入一个代理对象来控制对目标对象的访问。比如在缓存代理中,代理会先判断是否命中缓存,如果没有才真正访问目标对象。这样可以在不改动原有逻辑的情况下,增强对象的功能(控制、缓存、权限等)。


https://github.com/0voice

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