如何使用反射满足工厂模式中的开闭原则？

Posted 2023-03-15

【中文标题】如何使用反射满足工厂模式中的开闭原则？

【英文标题】：How to satisfy Open Closed Principle in Factory Pattern using Reflection?

【发布时间】：2012-10-14 12:55:01

【问题描述】：

我正在尝试使用 Head First Design Pattern 学习面向对象的设计模式。 这是书中工厂模式的一个示例，我想在不违反开放封闭原则的情况下添加新的披萨项目。 在书中给出的示例代码中，如果我添加新的比萨项目类，我需要修改 PizzaStore 和 PizzaOrder 类。但我只想添加新的披萨项目而不修改其他类。

public class ChicagoPizzaStore extends PizzaStore 

Pizza createPizza(String item) 
        if (item.equals("cheese")) 
                return new ChicagoStyleCheesePizza();
         else if (item.equals("veggie")) 
                return new ChicagoStyleVeggiePizza();
         else if (item.equals("clam")) 
                return new ChicagoStyleClamPizza();
         
            else return null;

此 PizzaStore 类用于创建和订购比萨饼。

public abstract class PizzaStore 

    abstract Pizza createPizza(String item);

public Pizza orderPizza(String type) 
    Pizza pizza = createPizza(type);
    System.out.println("--- Making a " + pizza.getName() + " ---");
    pizza.prepare();
    pizza.bake();
    pizza.cut();
    pizza.box();
    return pizza;

这是抽象的 Pizza 类：

public abstract class Pizza 
String name;
String dough;
String sauce;
ArrayList toppings = new ArrayList();

void prepare() 
    System.out.println("Preparing " + name);
    System.out.println("Tossing dough...");
    System.out.println("Adding sauce...");
    System.out.println("Adding toppings: ");
    for (int i = 0; i < toppings.size(); i++) 
        System.out.println("   " + toppings.get(i));
    

这个类用于接受客户的订单。

 public class PizzaTestDrive 

        public static void main(String[] args) 
            PizzaStore nyStore = new NYPizzaStore();
            PizzaStore chicagoStore = new ChicagoPizzaStore();

            Pizza pizza = nyStore.orderPizza("cheese");
            System.out.println("Ethan ordered a " + pizza.getName() + "\n");
    

这是我的新披萨项目类。我想在不修改chicagoPizzaStore 和testDrive 类的情况下订购这个披萨：

public class ChicagoStyleClamPizza extends Pizza 
    public ChicagoStyleClamPizza() 
        name = "Chicago Style Clam Pizza";
        dough = "Extra Thick Crust Dough";
        sauce = "Plum Tomato Sauce";
        toppings.add("Shredded Mozzarella Cheese");
        toppings.add("Frozen Clams from Chesapeake Bay");
    

    void cut() 
        System.out.println("Cutting the pizza into square slices");
    

【问题讨论】：

你手里拿着这本书。怎么没有回答你的问题？它应该教你O/C原理，而不是让你好奇。

@Marko 我完成了工厂模式一章，但我无法解决。 :)

那是章末的问题吧？

我是这个 OO 设计模式的新手。所以，不明白。

郑重声明，我不太看好那本书。它的教学风格相当混乱，例子过于复杂。说实话，很难教授仅在相当复杂的程序中才开始有意义的东西。这些东西最好从经验中学习，并且在脑海中浮现基本想法会有所帮助，但您不会通过解决书籍示例来深入了解它们。

【参考方案1】：

就目前而言，每次ChicagoPizzaStore 推出一种新型披萨（Pizza 的新子类），您都需要向具体的创建者方法createPizza(String item) 添加更多功能，以使披萨店能够能够制作这些类型的披萨。

如您所见，这违反了OCP。

下面是这个问题的两种解决方案。

1.在createPizza(String item) 中使用反射来动态创建比萨饼

此解决方案将要求您最后一次违反 OCP 原则，但是使用反射动态创建 Pizza 实例意味着 ChicagoPizzaStore 将在此更改之外，不再需要修改以支持未来的风格比萨饼。

Pizza 类的新类型的名称必须与提供给 create Pizza 方法的键（项目参数）的名称相匹配。该解决方案的工作原理如下：

public class ChicagoPizzaStore extends PizzaStore 

Pizza createPizza(String item) 
        try 
            //some assumptions about the classpath locations made here
            return Class.forName(item).newInstance();
         catch(Exception e) 
            return null;
        

当创建新类型的Pizza 时，可以简单地将它们作为键传递给createPizza(item) 方法，然后它们就会被创建。

同样，如果从菜单中删除了 Pizza 类型，则从类路径中删除此类 Pizza 的类定义将导致 createPizza(item) 为折扣风味返回 null。

由于各种原因，对反射的使用受到批评，但对反射的批评超出了这个问题的范围，而且它也不是实现工厂问题的完全有效的解决方案。开闭原则。

2。子类 ChicagoPizzaStore

正如 SOLID 中的 O 所说，类是“对扩展开放，对修改关闭”。因此，您的问题的解决方案就是扩展ChicagoPizzaStore：

public class ExtendedChicagoPizzaStore extends ChicagoPizzaStore 

    Pizza createPizza(String item) 
            if (item.equals("spicy")) 
                    return new RidiculouslySpicyPizza();
             else 
                    return super.createPizza(item);
           
    

此解决方案的优点是应用时不会违反OCP。

【讨论】：

如果你想删除一个旧披萨？

@4imble 当现有产品更改或从目录中删除时，我认为从 OCP 的角度来看，工厂模式会崩溃，除非产品的定义和解决方案是动态的。在这一点上，我更新了反射示例以评论如何使用这种方法从菜单中删除披萨。

【参考方案2】：

使用 switch 语句会破坏 OC。 要解决这个问题，多态性可能是要走的路。 也许是一个抽象工厂？

或者工厂通常是错误的，您想使用构建器模式。 毕竟披萨就是披萨就是披萨。 所以你只需要以不同的方式构建它们。 就像使用 StringBuilder...

【参考方案3】：

这是一个运行示例

class FactoryClosedForModification 
public static void main(String[] args) throws InstantiationException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException 
            ShapeFactory sf = new ShapeFactory();
            Shape shape = (Shape) sf.getShape(Triangle.class.getName());
            shape.draw();
        
    


class ShapeFactory 

    public Object getShape(String shapeName)
            throws InstantiationException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException 
        return Class.forName(shapeName).newInstance();
    


class Shape 
    public void draw() 
        System.out.println("Drawing a shape.");
    


class Triangle extends Shape 
    @Override
    public void draw() 
        System.out.println("Drawing a Triangle.");
    


class Circle extends Shape 
    @Override
    public void draw() 
        System.out.println("Drawing Circle.");
    

【参考方案4】：

工厂方法设计模式的重点是使客户端和具体产品松散耦合。客户端仅与接口或基类交互。因此，将来如果您需要添加新的具体产品类（在您的情况下为 Pizza），新类不应导致客户端代码的更改（在您的情况下为 PizzaTestDrive）。要添加新产品（Pizza），您只需要修改 Concrete Factory 类（在您的情况下为 ChicagoPizzaStore）。

我认为您对工厂方法设计模式的实现是正确的。对于添加新的 Pizza，客户端代码不会改变，只有 Concrete Factory 类在改变。

【讨论】：

“你应该只需要修改 Concrete Factory 类” - OP 的问题是找到一种方法来扩展 ChicagoPizzaStore 的功能而不对其进行任何编码更改（这将违反 OCP）。我不相信你已经回答了 OP 的问题。

【参考方案5】：

如果你使用反射来满足开闭原则，你就是在牺牲性能。相反，您可以使用其他简单的技术按照开闭原则来制作您的工厂。 Factory Design Patterns and Open-Closed Principle (OCP), the ‘O’ in SOLID 对此给出了更恰当的解释。文章还讲述了如何调整简单工厂以遵循开放封闭原则。

【讨论】：

有两件事要提。第一件事：反射的性能与 OP 的问题无关——它是所描述问题的有效解决方案。第二件事：您提供了一个详细说明“其他简单技术”的链接，但您的链接使用的 SimpleFactory 问题的解决方案实际上是反射。

【参考方案6】：

在您的情况下使用反射并不是很好。最好使用属性文件之类的东西 ChicagoPizzaStore 将项目映射到班级... 例如：

cheese=ChicagoStyleCheesePizza
veggie=ChicagoStyleVeggiePizza
clam=ChicagoStyleClamPizza