Заводская модель. Когда использовать фабричные методы?

Когда целесообразно использовать фабричные методы внутри объекта вместо фабричного класса?

Мне нравится думать о дизайнерских шаблонах с точки зрения того, что мои уроки - это «люди», а шаблоны - это способы, которыми люди общаются друг с другом.

Таким образом, для меня фабричный образец похож на агентство по найму. У вас есть кто-то, кому потребуется переменное количество работников. Этот человек может знать некоторую информацию, которая ему нужна в людях, которых он нанимает, но это все.

Поэтому, когда им нужен новый сотрудник, они звонят в агентство по найму и говорят им, что им нужно. Теперь, чтобы нанять кого-то, вам нужно знать много вещей - льготы, подтверждение соответствия требованиям и т. Д. Но нанимающему персоналу не нужно ничего знать об этом - агентство по найму все это обрабатывает.

Точно так же использование фабрики позволяет потребителю создавать новые объекты без необходимости знать детали того, как они создаются, или каковы их зависимости - они должны только предоставлять информацию, которую они на самом деле хотят.

public interface IThingFactory
{
    Thing GetThing(string theString);
}

public class ThingFactory : IThingFactory
{
    public Thing GetThing(string theString)
    {
        return new Thing(theString, firstDependency, secondDependency);
    }
}

Таким образом, теперь потребитель ThingFactory может получить Thing без необходимости знать о зависимостях Thing, за исключением строковых данных, которые поступают от потребителя.

Фабричные методы следует рассматривать как альтернативу конструкторам - в основном, когда конструкторы недостаточно выразительны, т.е.

class Foo{
  public Foo(bool withBar);
}

не так выразительно, как:

class Foo{
  public static Foo withBar();
  public static Foo withoutBar();
}

Фабричные классы полезны, когда вам нужен сложный процесс для создания объекта, когда для построения нужна зависимость, которую вы не хотите видеть для фактического класса, когда вам нужно создать разные объекты и т. Д.

Одна ситуация, когда я лично нахожу отдельные классы Фабрики, чтобы иметь смысл, - когда конечный объект, который вы пытаетесь создать, зависит от нескольких других объектов. Например, в PHP: предположим, у вас есть Houseобъект, который, в свою очередь, имеет объект a Kitchenи LivingRoomобъект, и у LivingRoomобъекта также есть TVобъект внутри.

Простейший метод для достижения этой цели - заставить каждый объект создавать своих потомков в своем методе конструирования, но если свойства являются относительно вложенными, то при Houseнеудачном создании вы, вероятно, потратите некоторое время на то, чтобы точно определить, что именно не так.

Альтернатива состоит в том, чтобы сделать следующее (внедрение зависимости, если вам нравится причудливый термин):

$TVObj = new TV($param1, $param2, $param3);
$LivingroomObj = new LivingRoom($TVObj, $param1, $param2);
$KitchenroomObj = new Kitchen($param1, $param2);
$HouseObj = new House($LivingroomObj, $KitchenroomObj);

Здесь, если процесс создания Houseнеудачи есть, есть только одно место для поиска, но необходимость использовать этот кусок каждый раз, когда кто-то хочет нового House, далеко не удобна. Введите фабрики:

class HouseFactory {
    public function create() {
        $TVObj = new TV($param1, $param2, $param3);
        $LivingroomObj = new LivingRoom($TVObj, $param1, $param2);
        $KitchenroomObj = new Kitchen($param1, $param2);
        $HouseObj = new House($LivingroomObj, $KitchenroomObj);

        return $HouseObj;
    }
}

$houseFactory = new HouseFactory();
$HouseObj = $houseFactory->create();

Благодаря фабрике процесс создания a Houseабстрагируется (в том, что вам не нужно создавать и настраивать каждую отдельную зависимость, когда вы просто хотите создать a House) и в то же время централизован, что облегчает поддержку. Существуют и другие причины, по которым использование отдельных фабрик может быть полезным (например, тестируемость), но я нахожу этот конкретный пример использования, чтобы лучше всего показать, как классы Фабрики могут быть полезны.

Важно четко дифференцировать идею использования фабричного или фабричного метода. Оба предназначены для решения взаимоисключающих различного рода проблем создания объектов.

Давайте определимся с "фабричным методом":

Во-первых, когда вы разрабатываете библиотеку или API-интерфейсы, которые, в свою очередь, будут использоваться для дальнейшей разработки приложения, то фабричный метод является одним из лучших вариантов выбора шаблона создания. Причина позади; Мы знаем, что когда создать объект с необходимыми функциональными возможностями, но тип объекта останется неопределенным, или будет принято решение о передаче динамических параметров .

Теперь дело в том, что примерно того же можно достичь, используя сам шаблон фабрики, но один огромный недостаток внесет в систему, если шаблон фабрики будет использоваться для вышеуказанной проблемы, это то, что ваша логика создания различных объектов (объектов подклассов) будет будьте внимательны к некоторым бизнес-условиям, поэтому в будущем, когда вам нужно будет расширить функциональность вашей библиотеки для других платформ (в более техническом плане вам нужно добавить больше подклассов базового интерфейса или абстрактного класса, чтобы factory возвращала эти объекты также в дополнение к существующему основанный на некоторых динамических параметрах), то каждый раз, когда вам нужно изменить (расширить) логику фабричного класса, что будет дорогостоящей операцией и негодной с точки зрения проектирования. С другой стороны, если «фабричный метод»

interface Deliverable 
{
    /*********/
}

abstract class DefaultProducer 
{

    public void taskToBeDone() 
    {   
        Deliverable deliverable = factoryMethodPattern();
    }
    protected abstract Deliverable factoryMethodPattern();
}

class SpecificDeliverable implements Deliverable 
{
 /***SPECIFIC TASK CAN BE WRITTEN HERE***/
}

class SpecificProducer extends DefaultProducer 
{
    protected Deliverable factoryMethodPattern() 
    {
        return new SpecificDeliverable();
    }
}

public class MasterApplicationProgram 
{
    public static void main(String arg[]) 
    {
        DefaultProducer defaultProducer = new SpecificProducer();
        defaultProducer.taskToBeDone();
    }
}

Они также полезны, когда вам нужно несколько «конструкторов» с одинаковым типом параметра, но с другим поведением.

Рекомендуется использовать фабричные методы внутри объекта, когда:

1. Класс объекта не знает, какие именно подклассы он должен создать
2. Класс объекта разработан так, чтобы создаваемые им объекты были определены подклассами.
3. Класс объекта делегирует свои обязанности вспомогательным подклассам и не знает, какой именно класс будет выполнять эти обязанности

Рекомендуется использовать абстрактный класс фабрики, когда:

1. Ваш объект не должен зависеть от того, как его внутренние объекты созданы и спроектированы
2. Группа связанных объектов должна использоваться вместе, и вам нужно выполнить это ограничение
3. Объект должен быть настроен одним из нескольких возможных семейств связанных объектов, которые будут частью вашего родительского объекта.
4. Требуется совместно использовать дочерние объекты, показывающие только интерфейсы, но не реализацию

UML от

Product: определяет интерфейс объектов, создаваемых методом Factory.

ConcreteProduct: реализует интерфейс продукта

Создатель: объявляет фабричный метод

ConcreateCreator: Реализует метод Factory для возврата экземпляра ConcreteProduct.

Постановка проблемы: Создайте Фабрику Игр, используя Фабричные Методы, которые определяют интерфейс игры.

Фрагмент кода:

import java.util.HashMap;


/* Product interface as per UML diagram */
interface Game{
    /* createGame is a complex method, which executes a sequence of game steps */
    public void createGame();
}

/* ConcreteProduct implementation as per UML diagram */
class Chess implements Game{
    public Chess(){

    }
    public void createGame(){
        System.out.println("---------------------------------------");
        System.out.println("Create Chess game");
        System.out.println("Opponents:2");
        System.out.println("Define 64 blocks");
        System.out.println("Place 16 pieces for White opponent");
        System.out.println("Place 16 pieces for Black opponent");
        System.out.println("Start Chess game");
        System.out.println("---------------------------------------");
    }
}
class Checkers implements Game{
    public Checkers(){

    }
    public void createGame(){
        System.out.println("---------------------------------------");
        System.out.println("Create Checkers game");
        System.out.println("Opponents:2 or 3 or 4 or 6");
        System.out.println("For each opponent, place 10 coins");
        System.out.println("Start Checkers game");
        System.out.println("---------------------------------------");
    }
}
class Ludo implements Game{
    public Ludo(){

    }
    public void createGame(){
        System.out.println("---------------------------------------");
        System.out.println("Create Ludo game");
        System.out.println("Opponents:2 or 3 or 4");
        System.out.println("For each opponent, place 4 coins");
        System.out.println("Create two dices with numbers from 1-6");
        System.out.println("Start Ludo game");
        System.out.println("---------------------------------------");
    }
}

/* Creator interface as per UML diagram */
interface IGameFactory {
    public Game getGame(String gameName);
}

/* ConcreteCreator implementation as per UML diagram */
class GameFactory implements IGameFactory {

     HashMap<String,Game> games = new HashMap<String,Game>();
    /*  
        Since Game Creation is complex process, we don't want to create game using new operator every time.
        Instead we create Game only once and store it in Factory. When client request a specific game, 
        Game object is returned from Factory instead of creating new Game on the fly, which is time consuming
    */

    public GameFactory(){

        games.put(Chess.class.getName(),new Chess());
        games.put(Checkers.class.getName(),new Checkers());
        games.put(Ludo.class.getName(),new Ludo());        
    }
    public Game getGame(String gameName){
        return games.get(gameName);
    }
}

public class NonStaticFactoryDemo{
    public static void main(String args[]){
        if ( args.length < 1){
            System.out.println("Usage: java FactoryDemo gameName");
            return;
        }

        GameFactory factory = new GameFactory();
        Game game = factory.getGame(args[0]);
        if ( game != null ){                    
            game.createGame();
            System.out.println("Game="+game.getClass().getName());
        }else{
            System.out.println(args[0]+  " Game does not exists in factory");
        }           
    }
}

вывод:

java NonStaticFactoryDemo Chess
---------------------------------------
Create Chess game
Opponents:2
Define 64 blocks
Place 16 pieces for White opponent
Place 16 pieces for Black opponent
Start Chess game
---------------------------------------
Game=Chess

В этом примере показан Factoryкласс путем реализации FactoryMethod.

1. Gameэто интерфейс для всех типов игр. Он определяет сложный метод:createGame()

2. Chess, Ludo, Checkers различные варианты игр, которые обеспечивают реализацию createGame()

3. public Game getGame(String gameName)находится FactoryMethodв IGameFactoryклассе

4. GameFactoryпредварительно создает другой тип игр в конструкторе. Он реализует IGameFactoryфабричный метод.

5. Название игры передается в качестве аргумента командной строки NotStaticFactoryDemo

6. getGamein GameFactoryпринимает имя игры и возвращает соответствующий Gameобъект.

Фабрика:

Создает объекты, не раскрывая логику реализации клиенту.

FactoryMethod

Определите интерфейс для создания объекта, но пусть подклассы решают, какой класс создать. Метод Factory позволяет классу откладывать создание экземпляров для подклассов

Случай использования:

Когда использовать: Clientне знает, какие конкретные классы необходимо будет создать во время выполнения, но просто хочет получить класс, который будет выполнять эту работу.

Это действительно вопрос вкуса. Фабричные классы можно абстрагировать / сопрягать по мере необходимости, тогда как фабричные методы имеют меньший вес (и также имеют тенденцию быть тестируемыми, поскольку они не имеют определенного типа, но для них потребуется известная точка регистрации, похожая на сервис локатор, но для поиска фабричных методов).

Фабричные классы полезны, когда возвращаемый ими тип объекта имеет закрытый конструктор, когда разные фабричные классы устанавливают разные свойства для возвращаемого объекта или когда конкретный тип фабрики связан с возвращаемым конкретным типом.

WCF использует классы ServiceHostFactory для извлечения объектов ServiceHost в различных ситуациях. Стандартный ServiceHostFactory используется IIS для извлечения экземпляров ServiceHost для файлов .svc , но WebScriptServiceHostFactory используется для служб, которые возвращают сериализации клиентам JavaScript. ADO.NET Data Services имеет свой собственный специальный DataServiceHostFactory, а ASP.NET имеет свой ApplicationServicesHostFactory, так как его сервисы имеют частные конструкторы.

Если у вас есть только один класс, который потребляет фабрику, то вы можете просто использовать метод фабрики в этом классе.

Рассмотрим сценарий, когда вам нужно разработать класс Order и Customer. Для простоты и начальных требований вы не чувствуете необходимости в фабрике для класса Order и заполняете вашу заявку множеством операторов 'new Order ()'. Все работает хорошо.

Теперь появляется новое требование, что объект Order не может быть создан без ассоциации с клиентом (новая зависимость). Теперь у вас есть следующие соображения.

1. Вы создаете перегрузку конструктора, которая будет работать только для новых реализаций. (Неприемлемо). 2- Вы изменяете подписи Order () и меняете каждый вызов. (Не хорошая практика и настоящая боль).

Вместо этого, если вы создали фабрику для Класса заказа, вам нужно всего лишь изменить одну строку кода, и все готово. Я предлагаю Фабричный класс для почти каждой совокупной ассоциации. Надеюсь, это поможет.

если вы хотите создать другой объект с точки зрения использования. Это полезно.

public class factoryMethodPattern {
      static String planName = "COMMERCIALPLAN";
      static int units = 3;
      public static void main(String args[]) {
          GetPlanFactory planFactory = new GetPlanFactory();
          Plan p = planFactory.getPlan(planName);
          System.out.print("Bill amount for " + planName + " of  " + units
                        + " units is: ");
          p.getRate();
          p.calculateBill(units);
      }
}

abstract class Plan {
      protected double rate;

      abstract void getRate();

      public void calculateBill(int units) {
            System.out.println(units * rate);
      }
}

class DomesticPlan extends Plan {
      // @override
      public void getRate() {
            rate = 3.50;
      }
}

class CommercialPlan extends Plan {
      // @override
      public void getRate() {
            rate = 7.50;
      }
}

class InstitutionalPlan extends Plan {
      // @override
      public void getRate() {
            rate = 5.50;
      }
}

class GetPlanFactory {

      // use getPlan method to get object of type Plan
      public Plan getPlan(String planType) {
            if (planType == null) {
                  return null;
            }
            if (planType.equalsIgnoreCase("DOMESTICPLAN")) {
                  return new DomesticPlan();
            } else if (planType.equalsIgnoreCase("COMMERCIALPLAN")) {
                  return new CommercialPlan();
            } else if (planType.equalsIgnoreCase("INSTITUTIONALPLAN")) {
                  return new InstitutionalPlan();
            }
            return null;
      }
}

Любой класс, откладывающий создание объекта до его подкласса для объекта, с которым он должен работать, можно рассматривать как пример шаблона Factory.

Я подробно упомянул в другом ответе на https://stackoverflow.com/a/49110001/504133

Я думаю, что это будет зависеть от степени слабой связи, которую вы хотите привнести в свой код.

Фабричный метод очень хорошо разделяет вещи, но фабричного класса нет.

Другими словами, проще изменить вещи, если вы используете фабричный метод, чем если вы используете простую фабрику (известную как фабричный класс).

Посмотрите на этот пример: https://connected2know.com/programming/java-factory-pattern/ . Теперь представьте, что вы хотите принести новое животное. В классе Factory вам нужно изменить Factory, но в методе factory нет, вам нужно только добавить новый подкласс.

Фабричные классы более тяжелые, но дают вам определенные преимущества. В случаях, когда вам необходимо построить ваши объекты из нескольких источников необработанных данных, они позволяют вам инкапсулировать только логику построения (и, возможно, агрегацию данных) в одном месте. Там его можно протестировать абстрактно, не обращая внимания на интерфейс объекта.

Я нашел этот полезный шаблон, особенно когда я не могу заменить или неадекватно ORM и хочу эффективно создавать экземпляры многих объектов из объединений таблиц БД или хранимых процедур.

Я сравниваю фабрики с концепцией библиотек. Например, у вас может быть библиотека для работы с числами и другая для работы с фигурами. Вы можете хранить функции этих библиотек в логически названных каталогах как Numbersили Shapes. Это общие типы, которые могут включать целые числа, числа с плавающей запятой, двойные точки, длинные или прямоугольники, круги, треугольники, пятиугольники в случае форм.

Заводской петтер использует полиморфизм, инъекцию зависимостей и инверсию контроля.

Заявленная цель фабричных шаблонов: Define an interface for creating an object, but let subclasses decide which class to instantiate. Factory Method lets a class defer instantiation to subclasses.

Итак, допустим, что вы создаете операционную систему или платформу и строите все отдельные компоненты.

Вот простой пример концепции Factory Pattern в PHP. Я не могу быть 100% на всем этом, но это предназначено, чтобы служить простым примером. Я не эксперт.

class NumbersFactory {
    public static function makeNumber( $type, $number ) {
        $numObject = null;
        $number = null;

        switch( $type ) {
            case 'float':
                $numObject = new Float( $number );
                break;
            case 'integer':
                $numObject = new Integer( $number );
                break;
            case 'short':
                $numObject = new Short( $number );
                break;
            case 'double':
                $numObject = new Double( $number );
                break;
            case 'long':
                $numObject = new Long( $number );
                break;
            default:
                $numObject = new Integer( $number );
                break;
        }

        return $numObject;
    }
}

/* Numbers interface */
abstract class Number {
    protected $number;

    public function __construct( $number ) {
        $this->number = $number;
    }

    abstract public function add();
    abstract public function subtract();
    abstract public function multiply();
    abstract public function divide();
}
/* Float Implementation */
class Float extends Number {
    public function add() {
        // implementation goes here
    }

    public function subtract() {
        // implementation goes here
    }

    public function multiply() {
        // implementation goes here
    }

    public function divide() {
        // implementation goes here
    }
}
/* Integer Implementation */
class Integer extends Number {
    public function add() {
        // implementation goes here
    }

    public function subtract() {
        // implementation goes here
    }

    public function multiply() {
        // implementation goes here
    }

    public function divide() {
        // implementation goes here
    }
}
/* Short Implementation */
class Short extends Number {
    public function add() {
        // implementation goes here
    }

    public function subtract() {
        // implementation goes here
    }

    public function multiply() {
        // implementation goes here
    }

    public function divide() {
        // implementation goes here
    }
}
/* Double Implementation */
class Double extends Number {
    public function add() {
        // implementation goes here
    }

    public function subtract() {
        // implementation goes here
    }

    public function multiply() {
        // implementation goes here
    }

    public function divide() {
        // implementation goes here
    }
}
/* Long Implementation */
class Long extends Number {
    public function add() {
        // implementation goes here
    }

    public function subtract() {
        // implementation goes here
    }

    public function multiply() {
        // implementation goes here
    }

    public function divide() {
        // implementation goes here
    }
}

$number = NumbersFactory::makeNumber( 'float', 12.5 );