工厂设计模式和对OCP (开闭原则)的违反

Question

this tutorial的工厂显然违反了OCP。每次将形状添加到系统中时，我们都需要在工厂中添加它以支持它。我正在考虑另一个实现，我想知道它是否有任何缺点。

public class ShapeFactory {

   //use getShape method to get object of type shape
   public Shape getShape(Class<? extends Shape> shapeType){
      return shapeType.newInstance();
   }
}

这个实现看起来并不违反OCP，也不复杂。有什么原因让我找不到任何提到它的工厂设计模式教程吗？

Answer 1

我认为@hfontanez对"Does the Factory Pattern violate the Open/Closed Principle?"涵盖的问题的答案。如果您正在添加新的Shape子类，您还必须以某种方式添加一种方法来创建它们的实例。假设您不能修改原始ShapeFactory，因为它是第三方库的一部分，但您可以子类化或修饰原始工厂以添加对新形状的支持。扩展示例将如下所示：

public class AdvancedShapeFactory {
  private final ShapeFactory factory = new ShapeFactory();

  public Shape getShape(String shapeType) {
    if (shapeType.equalsIgnoreCase("PENTAGON")) {
      return new Pentagon();
    } else {
      return factory.getShape(shapeType);
    }
  }    
}

如果最初虚构的" shapes“库的设计者希望通过形状类型轻松创建新的形状，他们可以实现一个注册表：

public class ShapeRegistry {
  private static final Map<String, Class<Shape>> shapeTypes = new HashMap<>();

  public void registerShape(String shapeType, Class<Shape> shapeClass) {
    shapeTypes.put(shapeType, shapeClass);
  }

  public Shape getShape(String shapeType) throws InstantiationException, IllegalAccessException {
    if (shapeTypes.containsKey(shapeType)) {
      return shapeTypes.get(shapeType).newInstance();
    }
    return null;
  }
}

dependency injection和Guice是一个很好的例子，值得一读。

Answer 2

这种方法有一些缺点。

首先，当传递给getShape的类需要构造函数参数时，.newInstance将失败。例如：

public class Circle {
   public Circle(int diameter) {
      //something
   }
}

您可以通过使用getConstructor并找出要传递的参数来进入反射，但这很复杂且容易出错。而且在编译时会失去类型安全性。工厂类如何知道要传递给diameter的值？

工厂设计模式的一个优点是，调用者在调用时不必知道使用了什么实现类。下面是一个例子：

public class ShapeFactory {
   public Shape getCircle(int diameter){
      return new Circle(int diameter);
   }
}

无论何时调用此方法，调用方都不需要依赖Circle类：

Shape s = ShapeFactory().getCircle(10);
s.draw();

这样，只有ShapeFactory依赖于Circle。因此，当您更改或替换Circle类时，只需更改ShapeFactory。

为了使shape程序与OCP兼容，我们可以用依赖注入框架替换ShapeFactory。下面的代码是伪代码，它展示了这是如何工作的

// define the classes
class Circle {}
class Square {}

// for every class, provide a factory method. These do not have to exist inside a factory class.
public Circle createCircle() {
    return new Circle(10)
}

public Circle createSquare() {
    return new Square(42, 5)
}


public class Painter {
    //when a class requires an instance of the Circle class, the dependency injection framework will find `createCircle`, call it and add the result as an argument here.
    public Painter(Circle circle) {
       circle.draw();
    }
}


//when you need a painter object, we don't create it yourself but let the dependency framework do the heavy lifting
Painter p = dependencyframework.getInstanceOf(Painter.class)

有很多Java依赖注入框架，但它们的工作原理都是这样的。

这些框架做的和你建议的完全一样(像newInstance和getConstructor，但更多)，它们只是隐藏了所有反射的复杂性。