Порождающие шаблоны проектирования - Фабричный метод

шаблоны проектирования, abstract, cpp

Цели

• Определяем интерфейс для создания объекта, но пусть подклассы решают, какой класс следует создавать. Фабричный метод позволяет создать экземпляр класса для подклассов.
• Определение «виртуального» конструктора.
• Оператор new является вредным.

Проблематика

Структура проекта должна стандартизировать архитектурную модель для целого ряда приложений, но позволяет отдельным приложениям определять свои собственные объекты и обеспечивать собственные правила их создания при сохранении единообразного интерфейса создания объектов.

Обсуждение

Фабричный метод заключается в создании объектов в качестве шаблонного метода для реализации алгоритма создания объектов. Суперкласс определяет все стандартное и общее поведение (используя чистые виртуальные «методы» для реализации этапов создания объекта), а затем делегирует детали создания объекта в подклассы, которые предоставляются клиентам.

Фабричный метод делает дизайн приложений более настраиваемым и лишь немного более сложным. Другие шаблоны проектирования требуют новых классов, тогда как для Factory Method требуется только новая операция.

Люди часто используют Factory Method в качестве стандартного способа создания объектов; но это необязательно, если: экземпляр класса, который был создан, никогда не изменяется или создается экземпляр в операции, которую подклассы могут легко переопределить (например, операцию инициализации).

Фабричный метод похож на абстрактную фабрику, но без акцента на семейство объектов.

Фабричные методы обычно определяются архитектурной средой, а затем реализуются пользователем структуры.

Структура

Реализация Фабричного метода, обсуждаемая в «Банде Четырех», в значительной степени совпадает с реализацией Abstract Factory. По этой причине в презентации в этой статье основное внимание уделяется подходу, который стал популярным с тех пор.

Все более популярным определением фабричного метода является статический метод класса, который возвращает объект типа этого класса. Но в отличие от конструктора, фактический объект, который он возвращает, может быть экземпляром подкласса. В отличие от конструктора, существующий объект может быть повторно использован вместо нового созданного объекта. В отличие от конструктора, фабричные методы могут иметь разные и более описательные имена (например, Color.make_RGB_color (float red, float green, float blue) и Color.make_HSB_color (float hue, float saturation, float brightness).

Клиент полностью отделен от деталей реализации производных классов. Теперь возможно использование полиморфизма.

Пример

Фабричный метод определяет интерфейс для создания объектов, но позволяет подклассам решать, какие классы следует создавать. Пресс-формы для литья под давлением демонстрируют эту закономерность. Производители пластиковых игрушек обрабатывают пластиковый формовочный порошок и впрыскивают пластик в формы с желаемыми характеристиками. Класс игрушек (автомобиль, фигурка и т. Д.) определяется формой.

Контрольный список

1. Если у вас есть иерархия наследования, которая выполняет полиморфизм, рассмотрите возможность добавления возможности создания полиморфных объектов путем определения статического фабричного метода в базовом классе.
2. Разработайте аргументы для фабричного метода. Какие качества или характеристики необходимы и достаточны для идентификации правильного производного класса для создания экземпляра?
3. Подумайте о создании внутреннего «пула объектов», который позволит повторно использовать объекты вместо создания с нуля.
4. Подумайте о том, чтобы сделать все конструкторы private или protected

Эмпирические правила

• Классы Abstract Factory часто реализуются с помощью Factory Methods, но они могут быть реализованы с использованием Prototype.
• Фабричные методы обычно вызываются в шаблонных методах.
• Factory Method: создание через наследование. Prototype: создание через делегирование.
• Часто проекты начинаются с использования Factory Method (менее сложные, настраиваемые, подклассы размножаются) и развиваются в направлении Abstract Factory, Prototype или Builder (более гибкие, более сложные), поскольку разработчик обнаруживает, что требуется больше гибкости.
• Prototype не требует подклассов, но для этого требуется операция инициализации. Factory Method требует подклассификации, но не требует инициализации.
• Преимущество Factory Method заключается в том, что он может возвращать один и тот же экземпляр несколько раз или может возвращать подкласс, а не объект этого точного типа.
• Некоторые сторонники фабричного метода рекомендуют, чтобы в плане языкового дизайна (или, если не считать этого, в стиле) абсолютно все конструкторы должны быть частными или защищенными.
• Оператор new считается вредным. Существует различие между запросом объекта и его созданием. Оператор new всегда создает объект и не может инкапсулировать создание объекта. Factory Method применяет эту инкапсуляцию и позволяет запрашивать объект без неразрывной связи с актом создания.