نمط طريقة المصنع

يعد نمط تصميم طريقة المصنع [1] أحد أنماط التصميم "عصابة الأربعة" التي تصف كيفية حل مشكلات التصميم المتكررة لتصميم برامج مرنة وموجهة قابلة لإعادة الاستخدام، أي الكائنات التي يسهل تنفيذه أو تغييرها أو اختبارها، وإعادة استخدامها.

يتم استخدام نمط (تصميم) طريقة المصنع بدلاً من مُنشئ الصنف العادي للاحتفاظ بمبدأ SOLID للبرمجة، وفصل بناء الكائنات عن الكائنات نفسها. هذا له المزايا ومفيد للحالات التالية، من بين أمور أخرى: [2]

• يسمح ببناء الاصناف بمكون من نوع لم يتم تحديده مسبقًا، ولكن يتم تعريفه فقط في "واجهة" أو التي يتم تعريفها على أنها نوع ديناميكي.

وبالتالي، على سبيل المثال، يمكن إنشاء صنف Vehicle (مركبة) التي تحتوي على محرك عضو من واجهة محرك IMotor، ولكن لا يوجد نوع محدد من المحرك Motor معرف مسبقًا، عن طريق إخبار مُنشئ السيارة Vehicle constructor باستخدام محرك كهربائي ElectricMotor أو محرك بنزين GasolineMotor. يستدعي كود مُنشئ المركبة Vehicle constructor بعد ذلك طريقة مصنع المحرك، لإنشاء المحرك المطلوب الذي يتوافق مع واجهة IMotor.

• يسمح ببناء الاصناف الفرعية إلى أحد الأصناف الأبوية الذي لم يتم تحديد نوع مكوناته مسبقًا، ولكن تم تعريفه فقط في واجهة، أو تم تعريفه على أنه نوع ديناميكي.

على سبيل المثال، يمكن لمركبة من الصنف Vehicle التي لديها عضو محدد بنوع ديناميكي، أن تحتوي على اصناف فرعية من النوع ElectricPlane و OldCar تم تصميم كل منها بنوع مختلف من المحركات. يمكن تحقيق ذلك عن طريق بناء الاصناف الفرعية بطريقة مصنع المركبات، مع توفير نوع المحرك. في مثل هذه الحالات قد يكون المنشئ مخفيًا.

• يسمح لكود أكثر قابلية للقراءة في الحالات التي توجد فيها منشآت constructors متعددة، كل منها لسبب مختلف.

على سبيل المثال إذا كان هناك نوعان من constructors المنشئات Vehicle(make:string, motor:number) و Vehicle(make:string, owner:string, license:number, purchased:date) فإن بناءconstruction أكثر قابلية للقراءة من الاصناف classes يكون لاستخدام Vehicle.CreateOwnership(make:string, owner:string, license:number purchased: date) vsمقابل Vehicle.Create(make:string, motor:number)

يسمح للصنفclass بتأجيل التمثيل instantiation إلى الاصناف الفرعية subclasses، ومنع التمثيلinstantiation المباشر لكائن من نوع الصنف الأصلparent class type.

على سبيل المثال، يمكن منع المركبة Vehicle من أن يتم تمثيلها instantiate مباشرة لأنها لا تحتوي على مُنشئconstructor ، ويمكن إنشاء الاصناف الفرعية subclasses فقط مثل ElectricPlane أو OldCar عن طريق استدعاء طريقة مصنع السيارة (الثابتة)Vehicle (static) factory method في مُنشئconstructor الصنف الفرعيةsubclass أو المُهيئinitializer.

إنشاء كائن مباشرة داخل الصنف يتطلب أو يستخدم الكائن غير مرن لأنه يلزم الصنف بكائن معين ويجعل من المستحيل تغيير التمثيلinstantiation بشكل مستقل عن الصنف. يتطلب الممثل instantiator في تغييرًا في كود الصنف class code الذي نفضل عدم لمسه. ويشار إلى هذا باسم اقتران الكود code couplingويساعد نمط طريقة المصنع في فصل الكودdecoupling .

يتم استخدام نمط تصميم طريقة المصنع من خلال تحديد عملية منفصلة أولاً، طريقة المصنعfactory method, ، لإنشاء كائن، ثم استخدام طريقة المصنع هذه عن طريق استدعاءها لإنشاء الكائنobject. يتيح ذلك كتابة الاصناف الفرعية subclasses التي تحدد كيفية إنشاء كائن أصلparent object ونوع الكائنات التي يحتوي عليها الأصل. انظر الرسم التخطيطي لصنف UML أدناه.

"حدد واجهة interface لإنشاء كائن، لكن دع الصنف الفرعيsubclasses يقرر أي صنف يريد إنشاء مثيل لهاwhich class to instantiate. تتيح طريقة المصنع للصنف تأجيل التمثيل instantiation الذي تستخدمه في الصنفclass الفرعية ". ( عصابة الأربعة )Gang Of Four)

غالبًا ما يتطلب إنشاء كائن عمليات معقدة غير مناسبة لتضمينها في كائن إنشاءcomposing object. قد يؤدي إنشاء الكائن إلى ازدواجية كبيرة في التعليمات البرمجية، وقد يتطلب معلومات لا يمكن الوصول إليها للكائن المؤلف، وقد لا يوفر مستوى كافًا من التجريدabstraction ، أو قد لا يكون جزءًا من شؤون الكائن المؤلف composing object's concerns. يعالج نمط تصميم طريقة المصنع هذه المشاكل من خلال تحديد طريقة منفصلة لإنشاء الكائنات، والتي يمكن للاصناف الفرعية تجاوزها لتحديد نوع المنتج المشتق<a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Subtype" rel="mw:ExtLink" title="Subtype" class="mw-redirect cx-link" data-linkid="45">derived type</a> of product الذي سيتم إنشاؤه.

يعتمد نمط طريقة المصنع على الوراثةinheritance ، حيث يتم تفويضdelegated إنشاء الكائن إلى الاصناف الفرعية subclasses التي تطبق طريقة المصنع لإنشاء الكائنات. [3]

يمكن لعب لعبة متاهة في وضعين، أحدهما يحتوي على غرف عادية متصلة فقط بالغرف المجاورة، والآخر بغرف سحرية تسمح بنقل اللاعبين بشكل عشوائي.

هيكل

Room هو الصنف الأساسي للمنتج النهائي ( MagicRoom أو OrdinaryRoom ). تعلن شركة MazeGame عن طريقة المصنع المجردة declares the abstract factory methodلإنتاج مثل هذا المنتج الأساسي.

MagicRoom و OrdinaryRoom هماsubclasses اصناف فرعية MagicRoom للمنتج الأساسي الذي ينفذimplementing المنتج النهائي. وهكذا تقوم factory methodsطرق المصنع decouple callers فصل المتصلين ( MazeGame ) من تنفيذimplementation أصناف محددةconcrete classes. وهذا يجعل عامل التشغيل "الجديد""new" Operator زائداً عن الحاجةredundant ، ويسمح بالالتزام بمبدأ فتح / إغلاق Open/closed principleويجعل المنتج النهائي أكثر مرونة في حالة التغيير.

//Empty vocabulary of actual object
public interface IPerson
{
  string GetName();
}

public class Villager : IPerson
{
  public string GetName()
  {
    return "Village Person";
  }
}

public class CityPerson : IPerson
{
  public string GetName()
  {
    return "City Person";
  }
}

public enum PersonType
{
  Rural,
  Urban
}

/// <summary>
/// Implementation of Factory - Used to create objects
/// </summary>
public class Factory
{
  public IPerson GetPerson(PersonType type)
  {
    switch (type)
    {
      case PersonType.Rural:
        return new Villager();
      case PersonType.Urban:
        return new CityPerson();
      default:
        throw new NotSupportedException();
    }
  }
}

public interface IProduct
{
  string GetName();
  string SetPrice(double price);
}

public class Phone : IProduct
{
  private double _price;

  public string GetName()
  {
    return "Apple TouchPad";
  }

  public string SetPrice(double price)
  {
    this._price = price;
    return "success";
  }
}

/* Almost same as Factory, just an additional exposure to do something with the created method */
public abstract class ProductAbstractFactory
{
  protected abstract IProduct MakeProduct();

  public IProduct GetObject() // Implementation of Factory Method.
  {
    return this.MakeProduct();
  }
}

public class PhoneConcreteFactory : ProductAbstractFactory
{
  protected override IProduct MakeProduct()
  {
    IProduct product = new Phone();
    //Do something with the object after you get the object. 
    product.SetPrice(20.30);
    return product;
  }
}

public abstract class Room {
  abstract void connect(Room room);
}

public class MagicRoom extends Room {
  public void connect(Room room) {}
}

public class OrdinaryRoom extends Room {
  public void connect(Room room) {}
}

public abstract class MazeGame {
   private final List<Room> rooms = new ArrayList<>();

   public MazeGame() {
     Room room1 = makeRoom();
     Room room2 = makeRoom();
     room1.connect(room2);
     rooms.add(room1);
     rooms.add(room2);
   }

   abstract protected Room makeRoom();
}

public class MagicMazeGame extends MazeGame {
  @Override
  protected Room makeRoom() {
    return new MagicRoom(); 
  }
}

public class OrdinaryMazeGame extends MazeGame {
  @Override
  protected Room makeRoom() {
    return new OrdinaryRoom(); 
  }
}

MazeGame ordinaryGame = new OrdinaryMazeGame();
MazeGame magicGame = new MagicMazeGame();

/* Factory and car interfaces */

interface CarFactory
{
  public function makeCar() : Car;
}

interface Car
{
  public function getType() : string;
}

/* Concrete implementations of the factory and car */

class SedanFactory implements CarFactory
{
  public function makeCar() : Car
  {
    return new Sedan();
  }
}

class Sedan implements Car
{
  public function getType() : string
  {
    return 'Sedan';
  }
}

/* Client */

$factory = new SedanFactory();
$car = $factory->makeCar();
print $car->getType();

from abc import ABC, abstractmethod
class MazeGame(ABC):

  def __init__(self) -> None:
    self.rooms = []
    self._prepare_rooms()

  def _prepare_rooms(self) -> None:
    room1 = self.make_room()
    room2 = self.make_room()

    room1.connect(room2)
    self.rooms.append(room1)
    self.rooms.append(room2)

  def play(self) -> None:
    print('Playing using "{}"'.format(self.rooms[0]))

  @abstractmethod
  def make_room(self):
    raise NotImplementedError("You should implement this!")
class MagicMazeGame(MazeGame):

  def make_room(self):
    return MagicRoom()
class OrdinaryMazeGame(MazeGame):

  def make_room(self):
    return OrdinaryRoom()
class Room(ABC):
  def __init__(self) -> None:
    self.connected_rooms = []

  def connect(self, room) -> None:
    self.connected_rooms.append(room)
class MagicRoom(Room):
  def __str__(self):
    return "Magic room"
class OrdinaryRoom(Room):
  def __str__(self):
    return "Ordinary room"
ordinaryGame = OrdinaryMazeGame()
ordinaryGame.play()

magicGame = MagicMazeGame()
magicGame.play()

• في ADO. NET ، IDbCommand. CreateParameter هو مثال على استخدام طريقة المصنعfactory method لربط التسلسلات الهرمية للصنف المتوازيةconnect parallel class hierarchies.
• في Qt ، QMainWindow :: createPopupMenu هي طريقة مصنع factory method تم التصريحdeclared عنها في إطار عملframework يمكن تجاوزه في رمز التطبيق overridden in application code.
• في جافا ، يتم استخدام العديد من المصانعseveral factories في حزمةpackage javax.xml.parsers . مثل javax.xml.parsers. DocumentBuilderFactory أو javax.xml.parsers. SAXParserFactory.
• في HTML5 DOM API ، تحتوي واجهة المستند Document interface علىfactory method طريقة مصنع createElement لإنشاء عناصر محددة لواجهة interface HTMLElement.

• أنماط التصميم ، الكتاب ذو التأثير الكبير
• نمط التصميم ، نظرة عامة على أنماط التصميم بشكل عام
• نمط المصنع التجريدي، وهو نمط يتم تنفيذه غالبًا باستخدام أساليب المصنع
• نمط البناء ، نمط إبداعي آخر
• نمط طريقة القالب، والذي قد يستدعي طرق المصنع
• إن فكرة جوشوا بلوخ عن طريقة مصنع ثابتة ، والتي يقول عنها ليس لها مكافئ مباشر في أنماط التصميم .

• Martin Fowler; Kent Beck; John Brant; William Opdyke; Don Roberts (June 1999). Refactoring: Improving the Design of Existing Code. Addison-Wesley. ISBN 0-201-48567-2. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
• Gamma, Erich; Helm, Richard; Johnson, Ralph; Vlissides, John (1994). Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software. Addison-Wesley. ISBN 0-201-63361-2. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
• Cox, Brad J. (1986). Object-oriented programming: an evolutionary approach. Addison-Wesley. ISBN 978-0-201-10393-9. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
• Cohen, Tal; Gil, Joseph (2007). "Better Construction with Factories" (PDF). برتراند ماير. 6 (6): 103. doi:10.5381/jot.2007.6.6.a3. مؤرشف من الأصل (PDF) في 13 أكتوبر 2016. اطلع عليه بتاريخ 12 مارس 2007. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)

• تنفيذ نمط تصميم المصنع في جافا

• طريقة المصنع في UML و LePUS3 (لغة وصنف التصميم)
• فكر في طرق المصنع الثابتة التي كتبها جوشوا بلوخ

نمط طريقة المصنع في المشاريع الشقيقة

---

• معرض صور من كومنز

• بوابة علم الحاسوب