工厂设计模式——在子类中定义方法

Question

我正在实现一个工厂 class 负责管理应用程序中的令牌。我将在这个简化示例之后解释我面临的问题：

假设我们有工厂class:

TokenManagerFactory.java:

public class TokenManagerFactory {

    public static TokenManager create(String tokenType)
    {
        if ("JWT".equals(tokenType))
            return new JwtTokenManagerImpl();

        return null;
    }


}

然后我们的abstract interface:

public abstract interface TokenManager {
    public  String       generateToken();
    public  boolean      verifyToken();
}

最后执行 JwtTokenManagerImpl:

public class JwtTokenManagerImpl implements TokenManager {
    //..Implementation of methods defined in interface (generateToken() and 
    //  verifyToken())

    public String aMethodNotDefinedInInterface() {
        return "A very cool String";
    }
}

现在在我们的 main 中，我们要创建 JwtTokenManager 的实例：

main {

    TokenManager tm = TokenManagerFactory.create("JWT");
    tm.aMethodNotDefinedInInterface(); // <-- Compilation error.

}

The method aMethodNotDefinedInInterface() is undefined for the type TokenManager

如何调整此设计模式，以免发生此错误？在进行此类调用时向下转换似乎是一个苛刻的解决方案，我是否可以进行更高级别的调整以适应这种情况？

谢谢。

我标记了我最终使用的解决方案。

Answer 1

How do I adjust this design pattern so this error does not occur?

您必须做出选择：要么使用基本公共类型以统一方式从基本公共类型的 API 操作所有子类，要么将其转换为特定类型以便能够调用子类的特定方法。

解决您的问题的一些想法：

在界面中添加方法
如果某些实现需要该方法，但不是所有实现都需要该方法，您可以使用默认实现将其添加到接口中（例如，抛出 UnsupportedOperationException）。您可以在想要支持它的子类中覆盖它。
它会起作用，但也会使您的代码更脆弱，因为异常只会在运行时抛出。
提供一个额外的工厂方法，return在其声明中作为具体子类。
或者作为替代方案，将实际方法丰富为 return 由调用程序的 return 中指定的目标类型推断的泛型类型。它不是类型安全的，但它避免了显式转换。

它会给出类似的东西：

@SuppressWarnings("unchecked")
public static <T extends TokenManager> T create(String tokenType) {
    if ("JWT".equals(tokenType)) {
        return (T) new JwtTokenManagerImpl();
    }
    return null;
}

您调用：

JwtTokenManagerImpl token = create("JWT");

如果符合您的需要，请使用装饰器模式来丰富某些对象的行为。您应该依赖 TokenManager 中装饰器将丰富的常用方法。
你可以这样写：

TokenManager tm = new TokenFooDecorator(TokenManagerFactory.create("JWT"));

Answer 2

您可以更改 TokenManagerFactory 以接受接口吗？

public interface JwtTokenManager extends TokenManager {
    String aMethodNotDefinedInInterface();
}

public class TokenManagerFactory {

    public static <T extends TokenManager> T create(Class<T> managerInterface) {
        if (managerInterface == JwtTokenManager.class) {
            return (T) new JwtTokenManagerImpl();
        }

        return null;
    }
}

那么你使用工厂的地方可以是这样的：

public static void main(String[] args) {
    JwtTokenManager tm = TokenManagerFactory.create(JwtTokenManager.class);
    tm.aMethodNotDefinedInInterface();
}

Answer 3

如果所有令牌管理器都需要aMethodNotDefinedInInterface()，则应将其添加到界面中。

否则，这表明您需要为每个令牌管理器使用不同的流程，在这种情况下，您可能需要使用 Bridge 设计模式。

在这种情况下，实施者 层次结构将是令牌管理器，而抽象层次结构将由不同的流实现组成。
然后您可以将您想要的流程与您想要的令牌实现相匹配。

您仍然需要将方法添加到界面，并且：

在不相关的地方添加一个空的实现。
抛出UnsupportedOperationException异常，说明flow/token经理组合不合法

Answer 4

我先说说你的设计有什么问题：

这是您的代码：

TokenManager tm = TokenManagerFactory.create("JWT");
tm.aMethodNotDefinedInInterface(); // <-- Compilation error.

问题是，当您只有一个可能的标记值时，为什么 create 方法采用该标记？您也可以总是 return 具体类型。

你要告诉我你可能想要这样做：

String token = getTokenFromSomewhere(); // it may or may not be JWT
TokenManager tm = TokenManagerFactory.create(token);
tm.aMethodNotDefinedInInterface(); // <-- Compilation error.

在那种情况下，您不知道 return 是什么类型的 TokenManager，因此除非它在接口中，否则您不能调用它的方法。

您现在可能会说您想要执行这两种情况中的任何一种 - 使用已知令牌或未知令牌。在这种情况下，已知的令牌情况有点误用工厂方法，因为它的设计是 return 任何类型的令牌。您以两种不同的方式使用工厂。因此，您可以为特定令牌创建特定的工厂方法，或者只使用强制转换。

Answer 5

接口中未定义的方法无法使用接口类型调用。因此，在调用特定方法之前，必须将接口类型 TokenManager 的引用变量 tm 转换为子类型之一（即不在接口中，而是在特定的 class）。

if (tm instanceof JwtTokenManagerImpl ) {
  JwtTokenManagerImpl  jwtTm = (JwtTokenManagerImpl) tm;
  jwtTm.aMethodNotDefinedInInterface();
}

工厂设计模式——在子类中定义方法

Factory Design Pattern - defining methods in subclasses

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