Fabrikentwurfsmuster in JavaScript

Das Factory Design Pattern ist ein kreatives Designmuster, das eine Möglichkeit bietet, Objekte zu erstellen, ohne die genaue Klasse des zu erstellenden Objekts anzugeben. Dabei wird eine Factory-Methode erstellt, die anhand der Eingabe oder Konfiguration entscheidet, welche Klasse instanziiert werden soll. Es wird verwendet, wenn wir die gesamte Objekterstellung und ihre Geschäftslogik an einem Ort aufbewahren müssen.

Der Hauptvorteil des Fabrikentwurfsmusters ist seine Fähigkeit, die Erstellung eines Objekts von einer bestimmten Implementierung zu entkoppeln.
Es ermöglicht die Erstellung von Objekten, deren Klasse zur Laufzeit bestimmt wird.
Factory ermöglicht es uns, eine „Oberfläche“ bereitzustellen, die viel kleiner ist als die einer Klasse. Die Klasse kann erweitert und manipuliert werden, während Factory als reine Funktion dem Benutzer weniger Optionen bietet und sie dadurch robuster macht.
Daher kann die Fabrik auch verwendet werden, um die Kapselung durch Hebelwirkung von Verschlüssen zu erzwingen.

Eine Methode zur Durchsetzung der Kapselung

In Javascript besteht eine der Hauptmethoden zur Durchsetzung der Kapselung in Funktionsbereichen und Abschlüssen.

Eine Fabrik kann auch als Kapselungsmechanismus verwendet werden.

Kapselung bezieht sich auf die Kontrolle des Zugriffs auf einige interne Details der Komponente, indem verhindert wird, dass externer Code sie direkt manipuliert. Die Interaktion mit der Komponente erfolgt nur über ihre öffentliche Schnittstelle, wodurch externer Code von den Änderungen in den Implementierungsdetails der Komponente isoliert wird.

Abschlüsse ermöglichen es Ihnen, private Variablen und Methoden zu erstellen, auf die von außerhalb der Factory nicht zugegriffen werden kann. Dadurch wird die Kapselung erzwungen und die internen Details der Objekterstellung und -implementierung ausgeblendet.

Entkopplung der Objekterstellung und -implementierung

Der Aufruf einer Factory, anstatt direkt ein neues Objekt aus einer Klasse mit dem new-Operator oder Object.create() zu erstellen, ist in mehrfacher Hinsicht viel bequemer und flexibler.

Factory ermöglicht es uns, die Erstellung eines Objekts von der Implementierung zu trennen. Eine Factory schließt die Erstellung einer neuen Instanz ab und gibt uns so mehr Flexibilität und Kontrolle auf die Art und Weise, wie wir es tun. Innerhalb der Factory erstellen wir eine neue Instanz einer Klasse mithilfe des Operators new oder nutzen Schließungen, um dynamisch ein zustandsbehaftetes Objektliteral zu erstellen, oder geben sogar einen anderen Objekttyp basierend auf einer bestimmten Bedingung zurück. Der Verbraucher der Fabrik weiß überhaupt nicht, wie die Instanz erstellt wird.

Nehmen wir ein kleines Beispiel, um zu verstehen, warum wir ein Fabrikdesignmuster benötigen

function createImg(name) {
    return new Image(name);
}

const image = createImg('photo.jpg');

Sie hätten sagen können, warum Sie diese zusätzliche Codezeile schreiben sollten, wenn wir doch direkt schreiben können:

const image = new Image(name);

Die Idee hinter der Verwendung einer Factory-Funktion (createImg) besteht also darin, den Prozess der Objekterstellung zu abstrahieren.

Vorteile der Factory-Funktion beim Refactoring:

Single Point of Change: Durch die Verwendung einer Factory-Funktion zentralisieren Sie den Objekterstellungsprozess. Das Refactoring oder die Erweiterung der Logik erfordert Änderungen an einer Stelle und nicht in der gesamten Codebasis.

Vereinfacht den Client-Code: Client-Code, der die Factory-Funktion nutzt, bleibt unverändert, auch wenn die Komplexität des Objekterstellungsprozesses zunimmt.

Kapselung: Die Factory-Funktion kapselt jede zusätzliche Logik (z. B. Caching, Standardparameter oder neue Objekttypen). Dies verhindert die Duplizierung der Logik an mehreren Stellen und verringert das Fehlerrisiko beim Refactoring.

Wartbarkeit: Wenn Ihr Code wächst, wird die Wartung einer Factory-Funktion viel einfacher als die Umgestaltung der direkten Instanziierung. Mit einer Factory-Funktion können Sie neue Funktionen einführen, Optimierungen vornehmen oder Fehler beheben, ohne den Rest des Codes zu beeinträchtigen.

Beispiel

Hier ist ein einfaches Beispiel für die Implementierung des Factory Design Pattern in JavaScript:
Szenario: Eine Fabrik zur Herstellung verschiedener Fahrzeugtypen (Auto, Fahrrad, LKW), je nach Eingabe.

// Vehicle constructor functions
class Car {
  constructor(brand, model) {
    this.vehicleType = 'Car';
    this.brand = brand;
    this.model = model;
  }

  drive() {
    return `Driving a ${this.brand} ${this.model} car.`;
  }
}

class Bike {
  constructor(brand, model) {
    this.vehicleType = 'Bike';
    this.brand = brand;
    this.model = model;
  }

  ride() {
    return `Riding a ${this.brand} ${this.model} bike.`;
  }
}

class Truck {
  constructor(brand, model) {
    this.vehicleType = 'Truck';
    this.brand = brand;
    this.model = model;
  }

  haul() {
    return `Hauling with a ${this.brand} ${this.model} truck.`;
  }
}

// Vehicle factory that creates vehicles based on type
class VehicleFactory {
  static createVehicle(type, brand, model) {
    switch (type) {
      case 'car':
        return new Car(brand, model);
      case 'bike':
        return new Bike(brand, model);
      case 'truck':
        return new Truck(brand, model);
      default:
        throw new Error('Vehicle type not supported.');
    }
  }
}

// Using the factory to create vehicles
const myCar = VehicleFactory.createVehicle('car', 'Tesla', 'Model 3');
console.log(myCar.drive()); // Output: Driving a Tesla Model 3 car.

const myBike = VehicleFactory.createVehicle('bike', 'Yamaha', 'MT-15');
console.log(myBike.ride()); // Output: Riding a Yamaha MT-15 bike.

const myTruck = VehicleFactory.createVehicle('truck', 'Ford', 'F-150');
console.log(myTruck.haul()); // Output: Hauling with a Ford F-150 truck.

Wie es funktioniert:

1. Fahrzeugklassen: Wir definieren verschiedene Fahrzeugtypen (Auto, Fahrrad, LKW), jeweils mit einem eigenen Konstruktor und spezifischen Methoden wie Drive(), Ride() und Haul().
2. Factory-Methode: Die Methode VehicleFactory.createVehicle() ist die Factory, die die Logik zum Erstellen von Objekten verwaltet. Es entscheidet anhand des übergebenen Typarguments, welcher Fahrzeugtyp instanziiert werden soll.
3. Wiederverwendbarkeit: Die Fabrik zentralisiert die Logik zur Erstellung von Fahrzeugen und erleichtert so die Verwaltung, Erweiterung oder Änderung des Erstellungsprozesses.

Ps: In den obigen Beispielen für Factory-Design-Muster werden Klassen wie „Car“, „Bike“ und „Truck“ mithilfe des neuen Schlüsselworts innerhalb der Factory-Methode (VehicleFactory.createVehicle) instanziiert
Das Factory-Pattern abstrahiert die Objekterstellung, sodass der Client das neue Schlüsselwort nicht selbst verwenden muss. Sie verlassen sich auf die Factory-Methode, um die richtige Instanz zurückzugeben.

Wann sollte das Factory-Muster verwendet werden:

• Wenn die genauen Objekttypen zur Laufzeit bestimmt werden müssen.
• Wenn Sie die Objekterstellungslogik zentralisieren möchten.
• Wenn der Erstellungsprozess eine komplexe Logik oder mehrere Schritte umfasst.

Zusammenfassung

• Das Factory Design Pattern ist eine nützliche Möglichkeit, komplexe oder vielfältige Objekterstellung in JavaScript zu handhaben.
• Es abstrahiert die Instanziierungslogik und ermöglicht so Flexibilität und eine einfachere Verwaltung verschiedener Objekttypen.
• Dieses Muster wird häufig in realen Anwendungen verwendet, insbesondere bei der Arbeit mit komplexen Systemen, bei denen die Objekterstellung von Laufzeitbedingungen oder -konfigurationen abhängen kann.
• Wenn sich Ihr Code in einem realen Projekt weiterentwickelt und komplexer wird, minimiert der Factory-Funktionsansatz die Anzahl der Änderungen, die Sie vornehmen müssen, wodurch Ihr Code wartbarer und einfacher umzugestalten ist.

Nachschlagewerk: NodeJs-Designmuster von Mario Casciaro

Wie wir untersucht haben, spielen Entwurfsmuster eine entscheidende Rolle bei der effizienten Lösung häufiger Software-Design-Herausforderungen. Egal, ob Sie wie ich gerade erst anfangen oder Ihr Verständnis vertiefen möchten, die hier geteilten Erkenntnisse können Ihnen dabei helfen, anpassungsfähigere und skalierbarere Systeme aufzubauen.

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