نمط Factory

جزء من قسم البرمجة كائنية التوجه في رحلة Java على Coddy. الدرس 66 من 87.

إن Factory Pattern هو نمط تصميم إنشائي يفوّض إنشاء الكائنات إلى method أو class منفصل. بدلًا من استخدام new مباشرةً في شفرتك، تطلب من مصنع أن create الكائنات نيابةً عنك. ويكون هذا مفيدًا بشكل خاص عندما يكون لديك عدة class مترابطة تشترك في interface أو أب مشترك.

ضع في اعتبارك نظام notification يمكنه إرسال رسائل البريد الإلكتروني أو SMS أو إشعارات الدفع. من دون مصنع، سيحتاج الكود إلى معرفة كل concrete class:

// بدون Factory - يجب على العميل معرفة جميع الفئات الملموسة
Notification notification;
if (type.equals("email")) {
    notification = new EmailNotification();
} else if (type.equals("sms")) {
    notification = new SMSNotification();
}

باستخدام Factory Pattern، يمكنك توحيد منطق الإنشاء هنا:

public interface Notification {
    void send(String message);
}

public class EmailNotification implements Notification {
    public void send(String message) {
        System.out.println("Email: " + message);
    }
}

public class SMSNotification implements Notification {
    public void send(String message) {
        System.out.println("SMS: " + message);
    }
}

public class NotificationFactory {
    public static Notification create(String type) {
        if (type.equals("email")) {
            return new EmailNotification();
        } else if (type.equals("sms")) {
            return new SMSNotification();
        }
        return null;
    }
}

أصبح كود client الآن أكثر نظافة ولا يعتمد على concrete classes:

Notification notification = NotificationFactory.create("email");
notification.send("Hello!");  // المخرجات: Email: Hello!

الفائدة الرئيسية هي أن إضافة أنواع جديدة من الإشعارات لا تتطلب سوى تحديث المصنع: يظل كود client دون تغيير. وهذا يتبع مبدأ البرمجة إلى interface، مما يجعل نظامك أكثر مرونة وأسهل في التوسعة.

التحدي

سهل

لنَبْنِ نظامًا لرسم الأشكال باستخدام Factory Pattern! بدلًا من إنشاء كائنات الأشكال مباشرةً في أنحاء الشيفرة، ستُركّز منطق الإنشاء في مصنع يُنتج أنواعًا مختلفة من الأشكال استنادًا إلى معرّف نصي بسيط.

ستنظّم شيفرتك عبر أربعة ملفات:

Shape.java: Define واجهة باسم Shape تعمل كعقد مشترك لجميع الأشكال. يجب أن تُعلن واجهتك عن method واحدة هي draw() لا تُعيد أي شيء، لكنها تطبع معلومات حول الشكل الذي يجري رسمه.
Shapes.java: Create ثلاث classes تُنفّذ واجهة Shape الخاصة بك:
Circle - يجب أن تطبع method draw() الخاصة بها Drawing a Circle

Rectangle - يجب أن تطبع method draw() الخاصة بها Drawing a Rectangle

Triangle - يجب أن تطبع method draw() الخاصة بها Drawing a Triangle
ShapeFactory.java: Create class المصنع الذي يتولى إنشاء الأشكال. يجب أن تحتوي ShapeFactory الخاصة بك على method ساكنة هي createShape(String type) تُعيد Shape. استنادًا إلى معامل النوع:
- إذا كان النوع يساوي "circle"، فأعِد Circle جديدًا
- إذا كان النوع يساوي "rectangle"، فأعِد Rectangle جديدًا
- إذا كان النوع يساوي "triangle"، فأعِد Triangle جديدًا
- بالنسبة إلى أي قيمة other، أعِد null
Main.java: اجمع نظام المصنع الخاص بك معًا! ستتلقى مدخلين: نوعَي شكل (كلاهما String).
لكل مدخل، استخدم ShapeFactory الخاصة بك لإنشاء الشكل وتخزينه في متغير من نوع Shape. إذا أعاد المصنع شكلًا صالحًا (ليس null)، فاستدعِ method draw() الخاصة به. وإذا أعاد null، فاطبع Unknown shape: [type] حيث تمثل [type] المدخل الذي قُدّم.

عالِج المدخلين بالترتيب، كلٌّ منهما في سطر إخراج مستقل.

ستتلقى مدخلين بالترتيب: نوع الشكل الأول (String) ونوع الشكل الثاني (String).

لاحظ أن Main class لا تستخدم مطلقًا new Circle() أو new Rectangle() مباشرةً. فهي تعرف فقط واجهة Shape وتطلب من المصنع إنشاء الكائنات. هذه هي قوة Factory Pattern: تكون شيفرة العميل منفصلة عن classes الملموسة!

جرّب بنفسك

import java.util.Scanner;

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        
        // قراءة نوعين من الأشكال
        String type1 = scanner.nextLine();
        String type2 = scanner.nextLine();
        
        // TODO: استخدم ShapeFactory لإنشاء الشكل الأول
        // إذا لم يكن الشكل null، قم باستدعاء draw()
        // If the shape is null, print "Unknown shape: [type]"
        
        // TODO: افعل الشيء نفسه للشكل الثاني
        
    }
}