Фабричный метод - это порождающий паттерн проектирования, который определяет общий интерфейс для создания объектов в суперклассе, позволяя подклассам изменять тип создаваемых объектов.

Проблема

Представьте, что вы создаёте программу управления грузовыми перевозками. Сперва вы рассчитываете перевозить товары только на автомобилях. Поэтому весь ваш код работает с объектами класса Грузовик.

В какой-то момент ваша программа становится настолько известной, что морские перевозчики выстраиваются в очередь и просят добавить поддержку морской логистики в программу.

Добавить новый класс не так-то просто, если весь код уже завязан на конкретные классы.

Отличные новости, правда?! Но как насчёт кода? Большая часть существующего кода жёстко привязана к классам Грузовиков. Чтобы добавить в программу классы морских Судов, понадобится перелопатить всю программу. Более того, если вы потом решите добавить в программу ещё один вид транспорта, то всю эту работу придётся повторить.

В итоге вы получите ужасающий код, наполненный условными операторами, которые выполняют то или иное действие, в зависимости от класса транспорта.

Решение

Паттерн Фабричный метод предлагает создавать объекты не напрямую, используя оператор new , а через вызов особого фабричного метода. Не пугайтесь, объекты всё равно будут создаваться при помощи new , но делать это будет фабричный метод.

Подклассы могут изменять класс создаваемых объектов.

На первый взгляд, это может показаться бессмысленным: мы просто переместили вызов конструктора из одного конца программы в другой. Но теперь вы сможете переопределить фабричный метод в подклассе, чтобы изменить тип создаваемого продукта.

Чтобы эта система заработала, все возвращаемые объекты должны иметь общий интерфейс. Подклассы смогут производить объекты различных классов, следующих одному и тому же интерфейсу.

Все объекты-продукты должны иметь общий интерфейс.

Например, классы Грузовик и Судно реализуют интерфейс Транспорт с методом доставить. Каждый из этих классов реализует метод по-своему: грузовики везут грузы по земле, а суда - по морю. Фабричный метод в классе ДорожнойЛогистики вернёт объект-грузовик, а класс МорскойЛогистики - объект-судно.

Пока все продукты реализуют общий интерфейс, их объекты можно взаимозаменять в клиентском коде.

Для клиента фабричного метода нет разницы между этими объектами, так как он будет трактовать их как некий абстрактный Транспорт. Для него будет важно, чтобы объект имел метод доставить, а как конкретно он работает - не важно.

Структура

Продукт определяет общий интерфейс объектов, которые может произвести создатель и его подклассы.

Конкретные продукты содержат код различных продуктов. Продукты будут отличаться реализацией, но интерфейс у них будет общий.

Создатель объявляет фабричный метод, который должен возвращать новые объекты продуктов. Важно, чтобы тип результата совпадал с общим интерфейсом продуктов.

Зачастую фабричный метод объявляют абстрактным, чтобы заставить все подклассы реализовать его по-своему. Но он может возвращать и некий стандартный продукт.

Несмотря на название, важно понимать, что создание продуктов не является единственной функцией создателя. Обычно он содержит и другой полезный код работы с продуктом. Аналогия: большая софтверная компания может иметь центр подготовки программистов, но основная задача компании - создавать программные продукты, а не готовить программистов.

Конкретные создатели по-своему реализуют фабричный метод, производя те или иные конкретные продукты.

Фабричный метод не обязан всё время создавать новые объекты. Его можно переписать так, чтобы возвращать существующие объекты из какого-то хранилища или кэша.

Псевдокод

В этом примере Фабричный метод помогает создавать кросс-платформенные элементы интерфейса, не привязывая основной код программы к конкретным классам элементов.

Пример кросс-платформенного диалога.

Фабричный метод объявлен в классе диалогов. Его подклассы относятся к различным операционным системам. Благодаря фабричному методу, вам не нужно переписывать логику диалогов под каждую систему. Подклассы могут наследовать почти весь код из базового диалога, изменяя типы кнопок и других элементов, из которых базовый код строит окна графического пользовательского интерфейса.

Базовый класс диалогов работает с кнопками через их общий программный интерфейс. Поэтому, какую вариацию кнопок ни вернул бы фабричный метод, диалог останется рабочим. Базовый класс не зависит от конкретных классов кнопок, оставляя подклассам решение о том, какой тип кнопок создавать.

Такой подход можно применить и для создания других элементов интерфейса. Хотя каждый новый тип элементов будет приближать вас к Абстрактной фабрике .

// Паттерн Фабричный метод применим тогда, когда в программе // есть иерархия классов продуктов. interface Button is method render() method onClick(f) class WindowsButton implements Button is method render(a, b) is // Отрисовать кнопку в стиле Windows. method onClick(f) is // Навесить на кнопку обработчик событий Windows. class HTMLButton implements Button is method render(a, b) is // Вернуть HTML-код кнопки. method onClick(f) is // Навесить на кнопку обработчик события браузера. // Базовый класс фабрики. Заметьте, что "фабрика" - это всего // лишь дополнительная роль для класса. Скорее всего, он уже // имеет какую-то бизнес-логику, в которой требуется создание // разнообразных продуктов. class Dialog is method render() is // Чтобы использовать фабричный метод, вы должны // убедиться в том, что эта бизнес-логика не зависит от // конкретных классов продуктов. Button - это общий // интерфейс кнопок, поэтому все хорошо. Button okButton = createButton() okButton.onClick(closeDialog) okButton.render() // Мы выносим весь код создания продуктов в особый метод, // который назвают "фабричным". abstract method createButton() // Конкретные фабрики переопределяют фабричный метод и // возвращают из него собственные продукты. class WindowsDialog extends Dialog is method createButton() is return new WindowsButton() class WebDialog extends Dialog is method createButton() is return new HTMLButton() class Application is field dialog: Dialog // Приложение создаёт определённую фабрику в зависимости от // конфигурации или окружения. method initialize() is config = readApplicationConfigFile() if (config.OS == "Windows") then dialog = new WindowsDialog() else if (config.OS == "Web") then dialog = new WebDialog() else throw new Exception("Error! Unknown operating system.") // Если весь остальной клиентский код работает с фабриками и // продуктами только через общий интерфейс, то для него // будет не важно, какая фабрика была создана изначально. method main() is this.initialize() dialog.render()

Применимость

Когда заранее неизвестны типы и зависимости объектов, с которыми должен работать ваш код.

Фабричный метод отделяет код производства продуктов от остального кода, который эти продукты использует.

Благодаря этому, код производства можно расширять, не трогая основной. Так, чтобы добавить поддержку нового продукта, вам нужно создать новый подкласс и определить в нём фабричный метод, возвращая оттуда экземпляр нового продукта.

Когда вы хотите дать возможность пользователям расширять части вашего фреймворка или библиотеки.

Пользователи могут расширять классы вашего фреймворка через наследование. Но как сделать так, чтобы фреймворк создавал объекты из этих новых классов, а не из стандартных?

Решением будет дать пользователям возможность расширять не только желаемые компоненты, но и классы, которые создают эти компоненты. А для этого создающие классы должны иметь конкретные создающие методы, которые можно определить.

Например, вы используете готовый UI-фреймворк для своего приложения. Но вот беда - требуется иметь круглые кнопки, вместо стандартных прямоугольных. Вы создаёте класс RoundButton . Но как сказать главному классу фреймворка UIFramework , чтобы он теперь создавал круглые кнопки, вместо стандартных?

Для этого вы создаёте подкласс UIWithRoundButtons из базового класса фреймворка, переопределяете в нём метод создания кнопки (а-ля createButton) и вписываете туда создание своего класса кнопок. Затем используете UIWithRoundButtons вместо стандартного UIFramework .

Когда вы хотите экономить системные ресурсы, повторно используя уже созданные объекты, вместо порождения новых.

Такая проблема обычно возникает при работе с тяжёлыми ресурсоёмкими объектами, такими, как подключение к базе данных, файловой системе и т. д.

Представьте, сколько действий вам нужно совершить, чтобы повторно использовать существующие объекты:

Сначала вам следует создать общее хранилище, чтобы хранить в нём все создаваемые объекты.
При запросе нового объекта нужно будет заглянуть в хранилище и проверить, есть ли там неиспользуемый объект.
А затем вернуть его клиентскому коду.
Но если свободных объектов нет - создать новый, не забыв добавить его в хранилище.

Весь этот код нужно куда-то поместить, чтобы не засорять клиентский код.

Самым удобным местом был бы конструктор объекта, ведь все эти проверки нужны только при создании объектов. Но, увы, конструктор всегда создаёт новые объекты, он не может вернуть существующий экземпляр.

Значит, нужен другой метод, который бы отдавал как существующие, так и новые объекты. Им и станет фабричный метод.

Шаги реализации

Приведите все создаваемые продукты к общему интерфейсу.

В классе, который производит продукты, создайте пустой фабричный метод. В качестве возвращаемого типа укажите общий интерфейс продукта.

Затем пройдитесь по коду класса и найдите все участки, создающие продукты. Поочерёдно замените эти участки вызовами фабричного метода, перенося в него код создания различных продуктов.

В фабричный метод, возможно, придётся добавить несколько параметров, контролирующих, какой из продуктов нужно создать.

На этом этапе фабричный метод, скорее всего, будет выглядеть удручающе. В нём будет жить большой условный оператор, выбирающий класс создаваемого продукта. Но не волнуйтесь, мы вот-вот исправим это.

Для каждого типа продуктов заведите подкласс и переопределите в нём фабричный метод. Переместите туда код создания соответствующего продукта из суперкласса.

Если создаваемых продуктов слишком много для существующих подклассов создателя, вы можете подумать о введении параметров в фабричный метод, которые позволят возвращать различные продукты в пределах одного подкласса.

Например, у вас есть класс Почта с подклассами АвиаПочта и НаземнаяПочта, а также классы продуктов Самолёт, Грузовик и Поезд. Авиа соответствует Самолётам, но для НаземнойПочты есть сразу два продукта. Вы могли бы создать новый подкласс почты для поездов, но проблему можно решить и по-другому. Клиентский код может передавать в фабричный метод НаземнойПочты аргумент, контролирующий тип создаваемого продукта.

Если после всех перемещений фабричный метод стал пустым, можете сделать его абстрактным. Если в нём что-то осталось - не беда, это будет его реализацией по умолчанию.

Фабричный метод , наоборот, построен на наследовании, но не требует сложной инициализации.

Фабричный метод можно рассматривать как частный случай Шаблонного метода . Кроме того, Фабричный метод нередко бывает частью большого класса с Шаблонными методами .

Фабричный метод - паттерн, порождающий классы - относится к порождающим паттернам (шаблонам)

Назначение

Определяет интерфейс для создания объекта, но оставляет подклассам решение о том, какой именно класс (продукт) инстанцировать.
Фабричный метод позволяет классу делегировать инстанцирование подклассам.

Псевдоним

Паттерн Фабричный метод известен также под именем VirtualConstructor (виртуальный конструктор)

Мотивация

Пусть у нас есть приложение - ну или мы хотим его написать - причём такое что оно может создавать документы разных типов - но мы не знаем заранее какой тип документа (= продукта) выберет пользователь -
и тем не менее механизм создания этих документов - если смотреть "снаружи" выглядит сходно - эта схожесть описывается абстрактными классами, при этом абстрактные классы инстацировать нельзя - то есть нельзя создать объекты этих классов.
Как же быть?

Решение нам предлагает паттерн Фабричный метод , который прячет имя конкретного документа в классе приложения, которое его создаёт.

Как мы видим - здесь предлагается выстраивать иерархию объектов - а точнее - две параллельные иерархии - иерархию продуктов и иерархию создателей этих продуктов.

Кстати это более наглядно демонстрирует такая вот вольная диаграмма:

Применимость

Используйте паттерн фабричный метод, когда:

классу заранее неизвестно, объекты каких классов ему нужно создавать;
класс спроектирован так, чтобы объекты, которые он создает, специфицировались подклассами ;
класс делегирует свои обязанности одному из нескольких вспомогательных подклассов, и вы планируете локализовать знание о том, какой класс принимает эти обязанности на себя.

Структура

Структуру данного шаблона можно представить в виде следующей диаграммы:

Участники

Product (Document) - продукт: определяет интерфейс объектов, создаваемых фабричным методом;
ConcreteProduct (MyDocument) конкретный продукт: реализует интерфейсProduct;
Creator (Application) = создатель: объявляет фабричный метод, возвращающий объект типаProduct. Creator может также определять реализацию по умолчанию фабричного метода, который возвращает объект ConcreteProduct; может вызывать фабричный метод для создания объекта Product.
ConcreteCreator (MyApplication) = конкретный создатель: замещает фабричный метод, возвращающий объект ConcreteProduct.

Отношения

Создатель «полагается» на свои подклассы (конкретные реализации Creator) в определении фабричного метода, который будет возвращать экземпляр подходящего конкретного продукта.

Результаты

Фабричные методы избавляют проектировщика от необходимости встраивать в код зависящие от приложения классы. Код имеет дело только с интерфейсом класса Product, поэтому он может работать с любыми определенными пользователями классами конкретных продуктов.

Потенциальный недостаток

Потенциальный недостаток фабричного метода состоит в том, что клиентам, возможно, придется создавать подкласс класса Creator для создания лишь одного объекта ConcreteProduct. Порождение подклассов оправдано, если клиенту так или иначе приходится создавать подклассы Creator, в противном случае клиенту придется иметь дело с дополнительным уровнем подклассов.

Ещё два возможных применения паттерна фрабричный метод:

Предоставление подклассам операций-зацепок (hooks)

Создание объектов внутри класса с помощью фабричного метода всегда оказывается более гибким решением, чем непосредственное создание. Фабричный метод создает в подклассах операции зацепки для предоставления расширенной версии
объекта.

В примере с документом класс Document мог бы определить фабричный метод CreateFileDialog, который создает диалоговое окно для выбора файла существующего документа. Подкласс этого класса мог бы определить
специализированное для приложения диалоговое окно, заместив этот фабричный метод. В данном случае фабричный метод не является абстрактным,а содержит разумную реализацию по умолчанию;

Фабричные методы могут вызываться не только создателем: клиенты тоже могут применять фабричные методы , особенно при наличии .

Рассмотрим, например, графические фигуры, которыми можно манипулировать интерактивно: растягивать, двигать или вращать с помощью мыши.
Реализация таких взаимодействий с пользователем не всегда простое дело. Часто приходится сохранять и обновлять информацию о текущем состоянии манипуляций. Но это состояние нужно только во время самой манипуляции, поэтому помещать его в объект, представляющий фигуру, не следует. К тому же фигуры ведут себя по

Например, растягивание отрезка может сводиться к изменению положения концевой точки, а растягивание текста к изменению
междустрочных интервалов.

При таких ограничениях лучше использовать отдельный объект манипулятор Manipulator, который реализует взаимодействие и контролирует его текущее состояние. У разных фигур будут разные манипуляторы, являющиеся подклассом Manipulator. Получающаяся иерархия класса Manipulator параллельна(по крайней мере, частично) иерархии класса Figure. Класс Figure предоставляет фабричный метод CreateManipulator, который позволяет клиентам создавать соответствующий фигуре манипулятор. Подклассы Figure замещают этот метод так, чтобы он возвращал подходящий для них подкласс Manipulator. Вместо этого класс Figure может реализовать CreateManipulator так, что он будет возвращать экземпляр классаManipulator по умолчанию, а подклассыFigure могут наследовать
это умолчание.

Те классы фигур, которые функционируют по описанному принципу, не нуждаются в специальном манипуляторе, поэтому иерархии
параллельны только отчасти. Обратите внимание, как фабричный метод определяет связь между обеими
иерархиями классов. В нем локализуется знание о том, какие классы способны работать совместно.

Вот схема:

Итак ещё раз (о результатах):

Фабричные методы избавляют проектировщика от необходимости встраивать в код зависящие от приложения классы
Можно создавать (при желании) расширенные объекты - предоставив конкретным реализациям абстрактного Creator возможно переопределить - в случае необходимости ряд методов (как в примере с файловым диалогом)
Соединения параллельных иерархий

Реализация

В этом разделе следует упомянуть об особенностях реализации, они таковы:

Выделяют два принципиальных случая для релазации:
1. когда класс создатель является абстрактным
2. когда Creator(создатель) - конкретный ("обычный") класс
3. ну и всё же встречается смешанный тип - когда абстрактный класс содержит реализацию по-умолчанию
параметризованные фабричные методы - данная особенность подразумевает, что вообще говоря - с помощью фабричного метода можно создавать разные виды продуктов в зависимости от переданных параметров
различные особенности связанные с конкретным языком реализации

Пример кода

Известные применения

Фабричные методы где только не встречаются - большинство библиотек и каркасов так или иначе используют паттерн Фабричный метод - в частности библиотека ЕТ++

Родственные паттерны

Часто реализуется с помощью фабричных методов.

Пример в разделе «Мотивация» из описания абстрактной фабрики иллюструет также и паттерн фабричные методы.
Паттерн фабричный метод часто вызывается внутри шаблонных методов.

Прототипы не нуждаются в порождении подклассов от класса Creator. Однако им часто бывает необходима операция Initialize в классе Product.
Creator использует Initialize для для инициализации объекта. Фабричному
методу такая операция не требуется.

Паттерн Фабричный метод (Factory Method) - уровень класса

Название и классификация паттерна

Фабричный метод - паттерн, порождающий классы.

Назначение

Определяет интерфейс для создания объекта, но оставляет подклассам решение о том, какой класс инстанцировать. Фабричный метод позволяет классу делегировать инстанцирование подклассам.

Известен также под именем Virtual Constructor (виртуальный конструктор).

Применимость паттерна Factory Method

В системе часто требуется создавать объекты самых разных типов. Паттерн Factory Method может быть полезным, если система должна оставаться расширяемой путем добавления объектов новых типов. Непосредственное использование выражения new является нежелательным, так как в этом случае код создания объектов с указанием конкретных типов может получиться разбросанным по всему приложению. Тогда такие операции, как добавление в систему объектов новых типов или замена объектов одного типа на другой, будут затруднительными. Паттерн Factory Method позволяет системе оставаться независимой как от самого процесса порождения объектов, так и от их типов.

1. Заранее известно, когда нужно создавать объект, но неизвестен его тип.
2. Класс спроектирован так, чтобы объекты, которые он создает, специфицировались подклассами.
3. Класс делегирует свои обязанности одному из нескольких вспомогательных подклассов, и вы планируете локализовать знание о том, какой класс принимает эти обязанности на себя.

Описание паттерна Factory Method

Для того чтобы система оставалась независимой от различных типов объектов, паттерн Factory Method использует механизм полиморфизма - классы всех конечных типов наследуют от одного абстрактного базового класса, предназначенного для полиморфного использования. В этом базовом классе определяется единый интерфейс, через который пользователь будет оперировать объектами конечных типов.

Для обеспечения относительно простого добавления в систему новых типов паттерн Factory Method локализует создание объектов конкретных типов в специальном классе-фабрике. Методы этого класса, посредством которых создаются объекты конкретных классов, называются фабричными.

Структура

Существуют две разновидности паттерна Factory Method.

Обобщенный конструктор, когда в том же самом полиморфном базовом классе, от которого наследуют производные классы всех создаваемых в системе типов, определяется статический фабричный метод. В качестве параметра в этот метод должен передаваться идентификатор типа создаваемого объекта (рис. 32).

Классический вариант фабричного метода, когда интерфейс фабричных методов объявляется в независимом классе-фабрике, а их реализация определяется конкретными подклассами этого класса (рис. 33).

Подклассы класса Creator переопределяют абстрактную операцию Factory Method таким образом, чтобы она возвращала подходящий под-

Рис. 32.

Обобщенный конструктор

Рис. 33.

Классическая реализация

return newConcreteProduct

класс класса Concrete Product. Как только подкласс Creator будет инстанцирован, он может инстанцировать специфические для приложения документы, ничего не зная об их классах. Операцию Factory Method называют фабричным методом, поскольку она отвечает за «изготовление» объекта.

Участники

Product (продукт) - определяет интерфейс объектов, создаваемых фабричным методом.

ConcreteProduct (конкретный продукт) - реализует интерфейс Product.

Creator (создатель) - объявляет фабричный метод, возвращающий объект типа Product. Creator может также определять реализацию по умолчанию фабричного метода, который возвращает объект ConcreteProduct.

Может вызывать фабричный метод для создания объекта Product.

ConcreteCreator (конкретный создатель) - замещает фабричный метод, возвращающий объект ConcreteProduct.

Отношения

Создатель «полагается» на свои подклассы в определении фабричного метода, который будет возвращать экземпляр подходящего конкретного продукта.

Результаты

Фабричные методы избавляют проектировщика от необходимости встраивать в код зависящие от приложения классы. Код имеет дело только с интерфейсом класса Product, поэтому он может работать с любыми определенными пользователями классами конкретных продуктов.

Потенциальный недостаток фабричного метода состоит в том, что клиентам, возможно, придется создавать подкласс класса Creator для создания лишь одного объекта ConcreteProduct. Порождение подклассов оправданно, если клиенту так или иначе приходится создавать подклассы Creator, в противном случае клиенту придется иметь дело с дополнительным уровнем подклассов.

Пример кода

Рассмотрим оба варианта реализации паттерна Factory Method на примере процесса порождения военных персонажей для описанной ранее стратегической игры. Для упрощения демонстрационного кода будем создавать военные персонажи для некой абстрактной армии без учета особенностей воюющих сторон.

Реализация паттерна Factory Method на основе обобщенного конструктора

enum Warrior_ID {Infantryman_ID=0, Archer_ID, Horseman_ID };

// Иерархия классов игровых персонажей class Warrior {

// Параметризированный статический фабричный метод static Warrior* createWarrior(Warrior_ID id);

public: void info() {

class Archer: public Warrior

public: void info() {

// Реализация параметризированного фабричного метода Warrior* Warrior::createWarrior(Warrior_ID id)

Warrior * p; switch (id)

case Infantryman_ID: p = new Infantryman(); break;

case Archer_ID: p = new Archer(); break;

case Horseman ID: p = new Horseman(); break;

default: assert(false);

// Создание объектов при помощи параметризированного фабричного

v.push_back(Warrior: :createWarrior(Infantryman_ID));

v.push_back(Warrior::createWarrior(Archer_ID));

v.push_back(Warrior::createWarrior(Horseman_ID));

for(int i=0; i info();

Представленный вариант паттерна Factory Method пользуется популярностью благодаря своей простоте. В нем статический фабричный метод createWarrior() определен непосредственно в полиморфном базовом классе Warrior. Этот фабричный метод является пара-метризированным, т. е. для создания объекта некоторого типа в createWarriorQ передается соответствующий идентификатор типа.

С точки зрения «чистоты» объектно-ориентированного кода у этого варианта есть следующие недостатки:

так как код по созданию объектов всех возможных типов сосредоточен в статическом фабричном методе класса Warrior , то базовый класс Warrior обладает знанием обо всех производных от него классах, что является нетипичным для объектно-ориентированного подхода;
подобное использование оператора switch (как в коде фабричного метода createWarrior()) в объектно-ориентированном программировании также не приветствуется.

Указанные недостатки отсутствуют в классической реализации паттерна Factory Method.

Классическая реализация паттерна Factory Method

// Иерархия классов игровых персонажей

virtual void info() = 0; virtual ~Warrior() {}

class Infantryman: public Warrior

public: void info() {

class Archer: public Warrior

public: void info() {

class Horseman: public Warrior

public: void info() {

// Фабрики объектов class Factory

virtual Warrior* createWarrior() = 0; virtual ~Factory() {}

class Infantry Factory: public Factory

Warrior* createWarrior() { return new Infantryman;

class ArchersFactory: public Factory

Warrior* createWarrior() { return new Archer;

class CavalryFactory: public Factory

Warrior* createWarrior() { return new Horseman;

// Создание объектов при помощи фабрик объектов int main()

InfantryFactory* infantry_factory = new Infantry Factory; ArchersFactory* archers_factory = new ArchersFactory ; CavalryFactory* cavalry_factory = new CavalryFactory ;

v.push_back(infantry_factory->createWarrior()); v.push_back(archers_factory->createWarrior()); v.push_back(cavalry_factory->createWarrior());

for(int i=0; i info();

Классический вариант паттерна Factory Method использует идею полиморфной фабрики. Специально выделенный для создания объектов полиморфный базовый класс Factory объявляет интерфейс фабричного метода createWarrior(), а производные классы его реализуют.

Представленный вариант паттерна Factory Method является наиболее распространенным, но не единственным. Возможны следующие вариации:

1) класс Factory имеет реализацию фабричного метода createWarrior() по умолчанию;
2) фабричный метод createVamor() класса Factory параметризи-рован типом создаваемого объекта (как и у представленного ранее, простого варианта Factory Method) и имеет реализацию по умолчанию. В этом случае производные от Factory классы необходимы лишь для того, чтобы определить нестандартное поведение create Warrior().

Достоинства паттерна Factory Method

Создает объекты разных типов, позволяя системе оставаться независимой как от самого процесса создания, так и от типов создаваемых объектов.

Недостатки паттерна Factory Method

В случае классического варианта паттерна даже для порождения единственного объекта необходимо создавать соответствующую фабрику.

Родственные паттерны

Абстрактная фабрика часто реализуется с помощью Фабричных методов.

Паттерн Фабричный метод часто вызывается внутри Шаблонных методов.

Factory Method - это паттерн создания объектов (creational pattern). Данный шаблон проектирования предоставляет интерфейс для создания экземпляров некоторого класса. В момент создания наследники могут определить, какой класс инстанциировать.

Иными словами, Фабрика делегирует создание объектов наследникам родительского класса. Это позволяет использовать в коде программы не специфические классы, а манипулировать абстрактными объектами на более высоком уровне.

Паттерн проектирования Factory встречается очень часто. Рассмотрим небольшой пример на Java.

Вступление: Требования к разного рода програмным продуктам постоянно растут. Отчеты по выполнению операций приложения должны формироваться в разном виде: XML, HTML, текст и т.д. Это как раз тот случай, когда удобно использовать паттерн Factory.

Решение: Класс AbstractWriter будет представлять абстракцию для записи в некоторый контекст (будь то XML-документ или текстовый файл).

Public abstract class AbstractWriter { public abstract void write(Object context); }

У этого класса может быть любое кол-во наследников. Рассмотрим подклассы ConcreteFileWriter и ConcreteXmlWriter для записи в текстовый файл и DOM документ соответственно:

Public class ConcreteFileWriter extends AbstractWriter { public void write (Object context) { // method body } } public class ConcreteXmlWriter extends AbstractWriter { public void write (Object context) { // method body } }

Для создания нужного нам объекта можно написать следующую Фабрику:

Import java.io.File; import org.w3c.dom.Document; public class FactoryMethod { public AbstractWriter getWriter(Object object) { AbstractWriter writer = null; if (object instanceof File) { writer = new ConcreteFileWriter(); } else if (object instanceof Document) { writer = new ConcreteXmlWriter(); } return writer; } }

В тексте программы при создании отчета нужно передать в функцию getWriter объект File или DOM документ. В результате выполнения метода мы получим нужный объект необходимого уровня абстракции.

Используйте паттерн Factory в следующих случаях:

класс не имеет информации о том, какой тип объекта он должен создать;
класс передает ответственность по созданию объектов наследникам;
необходимо создать объект в зависимости от входящих данных.

В одной из последующих статей по проектированию мы рассмотрим паттерн Abstract Factory .

А пока что я с удовольствием выслушаю ваши вопросы, замечания и комментарии.

Комментариев: 5

Насколько я понял в примере (за примеры в цикле о паттернах отдельное спасибо) проиллюстрирована параметрирозованная фабрика, т. к. в фабричный метод передаётся параметр, на основе которого и создаётся конкретный подкласс AbstractWriter. Между тем, классическая фабрика, насколько я понял, ведёт себя несколько иначе: “класс спроектирован так, чтобы объекты, которые он создает, специфицировались подклассами” (Э. Гамма ‘Паттерны проектирования’). То есть должно быть несколько наследников FactoryMethod для каждого наследника AbstractWriter, а выбор остаётся за клиентом, какую из реализацию FactoryMethod выбрать. Я правильно понял?

На самом деле в примере показан вовсе не Factory Method, а так называемая Simple Factory (это даже не шаблон проектирования, а просто широко используемая техника). Правильно написал danik, что у класса FactoryMethod должны быть наследники, которые собственно и переопределяют фабричный метод. На первый взгляд может показаться, что нет никакого отличия, но отличие огромное. Прочитайте “Head First Design Patterns” или “Design Patterns For Dummies” и вам станет все понятно.

Ты неправ. Это все таки фабричный метод. Читаем у Эриха Гаммы: “параметризованные фабричные методы. Это еще один вариант паттерна, который позволяет фабричному методу создавать разные виды продуктов. Фабричному методу передается параметр, который идентифицирует вид создаваемого объекта.

Все объекты, получающиеся с помощью фабричного метода, разделяют общий интерфейс Product. В примере с документами класс Application может поддерживать разные виды документов. Вы передаете методу CreateDocument лишний параметр, который и определяет, документ какого вида нужно создать”

Так что перед тем как высказывать свое мнение неплохо бы изучить мат часть

Чего то не понял, а чем это отличается он паттерна стратегия?

Можно я тоже по умничаю. antonin yorov разница между фабрикой и стратегией в том что стратегия позволяет динамически определять нужный алгоритм (то есть можно в рантайме подключать нужный субкласс интерфейса) а фабрика при всем этом в алгоритме имеет метод который возвращает объект.

Перед прочтением ознакомьтесь с , в котором описаны принятые соглашения и понятия. Данная статья дополняется с некоторой периодичностью, так что если вы ее читали ранее, не факт что данные не изменились.

Относиться к классу порождающих паттернов. Они используются для определения и поддержания отношений между объектами. Фабричные методы избавляют проектировщика от необходимости встраивать в код зависящие от приложения классы.

Пример

Предположим мы создаем некий XML парсер, который анализирует предоставленный файл и преобразует его в DOM дерево. Каждый элемент этого дерева назовем нодой (Node). В время разбора файла, перед нами встанет задача порождения новых нод, и мы напишем там примерно такой код:

Class Xml_Node() { /*...*/ public function parse() { /*...*/ $ChildNode = new Xml_Node(); /*...*/ } /*...*/ }

Что в этом плохого? Приведу такой пример: мы захотим на основе XML файла строить структуру объектов, определенного класса, чтобы использовать ее в дальнейшем, и нам, в соответствии с принципом "до тебя уже все написано", захотелось использовать готовый класс XML_Node .

Мы делаем своего наследника XML_Node_Processor , и хотим теперь повлиять на процесс анализа файла так, чтобы при определенном теге инстанцировался определенный класс (Для тега food - My_Food , для cow - My_Big_Orange_Cow). И при реализации как приведена выше, для этого нам придется полностью перегрузить метод parse, ради того, чтобы сделать копипаст кода из родительского класса отредактировав всего одну строку кода. Согласитесь, это глупо.

Суть паттерна

Возможная реализация на PHP

Abstract class XML_Node_Abstract { abstract function createNode($tag); } class Xml_Node extends XML_Node_Abstract { /*...*/ public function createNode($tag) { return new Xml_Node(); } /*...*/ public function parse() { /*...*/ $ChildNode = $this -> createNode($Tag); /*..*/ } } class Xml_Node_Processor extends Xml_Node { public function createNode($tag) { switch($tag) { case "food": return new My_Food(); case "cow": return new My_Big_Orange_Cow(); } return parent::createNode($tag); } } class My_Food extends Xml_Node_Processor {}; class My_Big_Orange_Cow extends Xml_Node_Processor {};

В заключение

В реализации фабричного метода не всегда нужен абстрактный класс создателя (XML_Node_Abstract). На его месте может использоваться конкретный экземпляр. Из этого примера можно выкинуть XML_Node_Abstract и ничего не изменится
Результат возвращаемый фабричным методом, должен всегда соответствовать заданному интерфейсу (в нашем случае интерфейсу класса Xml_Node)
Фабричный метод может быть статической функцией, и использоваться для инстанации объектов подкласса
Фабричный метод не обязательно должен возвращать объект, он так же может возвращать класс. При этом все наследники и родители так же должны возвращать класс.

Фактически состоит из фабричных методов

Дополнено

Вопрос

Не понял. Смысл в том, чтобы в методе parse наследников создавались экземпляры именно их, а не родителя?
Почему бы вместо:
$ChildNode = new Xml_Node () ;
не сделать:
$ChildNode = new static; ?

Ответ

new static не решает проблему, решение которой возложено на фабричный метод. Его основная задача убрать зависимость из кода, зависимость от конкретного класса. Казалось бы, что плохого в этом? Ничего. Ровно до той поры, пока не потребуется расширить класс, внести некоторую логику или наладить модульное тестирование.

Вот представьте, у вас есть такой код в нескольких местах:

$node = new Xml_Node (); $title = $node->getTitle ();

Приходит к вам проект менеджер и говорит, что xml будут приходить в двух разных форматах. Подумаешь тоже:

If ($this -> isFormatOne ()) { $node = new Xml_Node (); } else { $node = new Xml_Node_Extended (); } $title = $node -> getTitle ();

Затем он приходит снова, и говорит, что форматов теперь будет 3,10,500. При такой архитектуре, придется КАЖДЫЙ раз вносить изменения во ВСЕ вхождения такого кода. Если же использовать фабричный метод, то придется изменить только его, а создания объекта будет выглядеть всегда одинково:

$node = $this -> createNode (); $title = $node -> getTitle ();

Согласен, что статья весьма сумбурная и не раскрывает всю прелесть данного паттерна, но могу вам сказать, что это один из самых простых и в тоже время полезных паттернов. Если приучить себя вместо бездумного порождения объекта делегировать эту операцию на другого, проблем станет гораздо меньше.

Фабричный метод java. Паттерн проектирования Factory Method (Фабричный метод) на PHP

Проблема

Решение

Структура

Псевдокод

Применимость

Шаги реализации

Назначение

Псевдоним

Мотивация

Применимость

Структура

Участники

Отношения