[TE3] Factory objects & Factory Method

name: title
class: left, top
background-image: url(images/rawpixel/the-creation.jpg)
background-size: cover

# .fancy[[TE3] Factory objects & <br/> Factory Method]

### &#183; Patrones creacionales

.right[Carlos Granell&#183; Universitat Jaume I]

.right[EI1039 - Diseño de Software &#183; Sep 2023]

???

Michelangelo Buonarroti's The Creation of Adam (circa 1511) famous painting. Original public domain image from Wikimedia Commons.
Image credits: [Rawpixel.com](https://www.rawpixel.com/image/3848277)

---
class: center, top
background-image: url(images/rawpixel/cheese-factory.jpg)
background-size: cover

.large[Un objeto __Factory__ funciona como un fábrica del mundo real]

# CREA PRODUCTOS

# y los clientes no saben nada del proceso de CREACIÓN

???

Curing baby Swiss cheese rounds at the Alp and Dell factory. Original image from Carol M. Highsmith’s America, Library of Congress collection.
Image credits: [Rawpixel.com](https://www.rawpixel.com/image/433967)

---
class: right, bottom
background-image: url(images/rawpixel/knife.jpg)
background-size: cover

.large[Vas a diseñar una tienda online que vende tipos de cuchillos (_knifes_)...]

???

Close up of a kitchen knife
Image credits: [Rawpixel.com](https://www.rawpixel.com/image/432907)

---

.pull-left[
### Clase abstracta `Knife`

```java
public abstract class Knife {
    String name;

public void sharpen() {
        System.out.println("sharpen");
    }
    
    public void polish() {
        System.out.println("polish");
    }

public void wrapp() {
        System.out.println("wrapp");
    }

public String getName() {
        return name;
    }

}
```

]

.pull-right[
### Implementaciones de `Knife`

```java
public class ChefKnife extends Knife {

public ChefKnife() {
        name = "Chef knife";
    }
    
}
```

```java
public class SteakKnife extends Knife {

public SteakKnife() {
        name = "Steak knife";
    }
    
}
```

]

---

.pull-left[

```java

public class KnifeStore() {
  
  public Knife orderKnife(String type) {
    Knife knife = null;

*   if (type.equals("chef")) {
*     knife = new ChefKnife();
*   } else if (type.equals("steak")) {
*     knife = new SteakKnife();
*   }
      
    knife.sharpen();
    knife.polish();
    knife.wrapp();

return knife;
  }
}
```
  
]

.pull-right[

### Clase `KnifeStore`

.large[Produce `Knife`s ("*productos*") de dos tipos]

.large[Instanciación concreta con `new` (+ `if-else`)]
]

---

.pull-left[

```java

public class KnifeStore() {
  
  public Knife orderKnife(String type) {
    Knife knife = null;

if (type.equals("chef")) {  
      knife = new ChefKnife();  
    } else if (type.equals("steak")) {  
      knife = new SteakKnife();  
*   } else if (type.equals("bread")) {
*     knife = new BreadKnife();
*   } else if (type.equals("paring")) {
*     knife = new ParingKnife();
*   }
      
      
    knife.sharpen();
    knife.polish();
    knife.wrapp();

return knife;
  }
}
```
  
]

.pull-right[

### Clase `KnifeStore`

.large[La tienda `KnifeStore` crece y ofrece nuevos "productos"]

.large[Añadir o quitar tipos con cuchillos con `new + if-else` funciona...]

]

---

.pull-left[

```java

public class KnifeStore() {
  
  public Knife orderKnife(String type) {
    Knife knife = null;

return knife;
  }
}
```
  
]

.pull-right[

### Clase `KnifeStore`

.large[La tienda `KnifeStore` crece y ofrece nuevos "productos"]

.large[Añadir o quitar tipos con cuchillos con `new + if-else` funciona...]

.large[...pero con 50 tipos de `Knife`... 😠]

]

---
class: center, middle

# <svg aria-hidden="true" role="img" viewBox="0 0 512 512" style="height:1em;width:1em;vertical-align:-0.125em;margin-left:auto;margin-right:auto;font-size:inherit;fill:currentColor;overflow:visible;position:relative;"><path d="M256 512A256 256 0 1 0 256 0a256 256 0 1 0 0 512zm0-384c13.3 0 24 10.7 24 24V264c0 13.3-10.7 24-24 24s-24-10.7-24-24V152c0-13.3 10.7-24 24-24zM224 352a32 32 0 1 1 64 0 32 32 0 1 1 -64 0z"/></svg> [SOLID - Open/Close principle](https://cgranell.github.io/ei1039/slides/TE3_solid.html#ocp)

.large[<svg aria-hidden="true" role="img" viewBox="0 0 512 512" style="height:1em;width:1em;vertical-align:-0.125em;margin-left:auto;margin-right:auto;font-size:inherit;fill:currentColor;overflow:visible;position:relative;"><path d="M256 64c53 0 96 43 96 96s-43 96-96 96s-96 43-96 96s43 96 96 96C150 448 64 362 64 256S150 64 256 64zm0 448A256 256 0 1 0 256 0a256 256 0 1 0 0 512zm32-352a32 32 0 1 0 -64 0 32 32 0 1 0 64 0zM224 352a32 32 0 1 1 64 0 32 32 0 1 1 -64 0z"/></svg> Las clases deben estar abiertas a la extensión pero __cerradas
a la modificación__]

???

_Concrete instantiation_ crea problemas ya que cada nuevo subtipo de `Knife` implica modificar la clase base, violando el principio de "closed for modification".

---
class: center, middle

# .coldinline[<svg aria-hidden="true" role="img" viewBox="0 0 512 512" style="height:1em;width:1em;vertical-align:-0.125em;margin-left:auto;margin-right:auto;font-size:inherit;fill:currentColor;overflow:visible;position:relative;"><path d="M256 64c53 0 96 43 96 96s-43 96-96 96s-96 43-96 96s43 96 96 96C150 448 64 362 64 256S150 64 256 64zm0 448A256 256 0 1 0 256 0a256 256 0 1 0 0 512zm32-352a32 32 0 1 0 -64 0 32 32 0 1 0 64 0zM224 352a32 32 0 1 1 64 0 32 32 0 1 1 -64 0z"/></svg> [Encapsula lo que varía y sepáralo de lo que no cambia](https://cgranell.github.io/ei1039/slides/TE3_solid.html#principle-encapsulate)]

.large[Saca lo que varía (creación de objetos `Knife`) del método `orderKnife()` y encapsula ese código en un __Factory object (Simple Factory)__]

---

.pull-left[

```java

public class SimpleKnifeFactory() {
  
  public Knife createKnife(String type) {
    Knife knife = null;

*   if (type.equals("chef")) {
*     knife = new ChefKnife();
*   } else if (type.equals("steak")) {
*     knife = new SteakKnife();
*   }
      
    return knife;
  }
}
```
  
]

.pull-right[

### Clase `SimpleKnifeFactory`

.large[Gestiona los detalles de la creación de objetos]

.large[Encapsula lo que varía en `SimpleKnifeFactory`]

.large[Encapsula lo que no cambia en `KnifeStore`]

]

---

.pull-left[

```java

public class KnifeStore() {

* private SimpleKnifeFactory factory;
    
*   public KnifeStore(SimpleKnifeFactory
*                     factory) {
*       this.factory = factory;
*   }

public Knife orderKnife(String type) {
        Knife knife = null;

*       knife = factory.createKnife(type);
      
        knife.sharpen();
        knife.polish();
        knife.wrapp();

return knife;
    }  
}
```
  
]

.pull-right[

### Clase `KnifeStore`

.large[Necesitamos una referencia al objeto __Factory__]

.large[`orderKnife()` se convierte en  __cliente__ del Factory, y solo pide "productos" del tipo base `Knife`]

]

---
class: left

# .center[Quiz, ¡atentos! ]

.pull-left[

]

.pull-right[

.large[<svg aria-hidden="true" role="img" viewBox="0 0 512 512" style="height:1em;width:1em;vertical-align:-0.125em;margin-left:auto;margin-right:auto;font-size:inherit;fill:currentColor;overflow:visible;position:relative;"><path d="M464 256A208 208 0 1 0 48 256a208 208 0 1 0 416 0zM0 256a256 256 0 1 1 512 0A256 256 0 1 1 0 256zm169.8-90.7c7.9-22.3 29.1-37.3 52.8-37.3h58.3c34.9 0 63.1 28.3 63.1 63.1c0 22.6-12.1 43.5-31.7 54.8L280 264.4c-.2 13-10.9 23.6-24 23.6c-13.3 0-24-10.7-24-24V250.5c0-8.6 4.6-16.5 12.1-20.8l44.3-25.4c4.7-2.7 7.6-7.7 7.6-13.1c0-8.4-6.8-15.1-15.1-15.1H222.6c-3.4 0-6.4 2.1-7.5 5.3l-.4 1.2c-4.4 12.5-18.2 19-30.6 14.6s-19-18.2-14.6-30.6l.4-1.2zM224 352a32 32 0 1 1 64 0 32 32 0 1 1 -64 0z"/></svg> ¿Quién es el cliente, la fábrica y el producto?]

.large[<svg aria-hidden="true" role="img" viewBox="0 0 512 512" style="height:1em;width:1em;vertical-align:-0.125em;margin-left:auto;margin-right:auto;font-size:inherit;fill:currentColor;overflow:visible;position:relative;"><path d="M464 256A208 208 0 1 0 48 256a208 208 0 1 0 416 0zM0 256a256 256 0 1 1 512 0A256 256 0 1 1 0 256zm169.8-90.7c7.9-22.3 29.1-37.3 52.8-37.3h58.3c34.9 0 63.1 28.3 63.1 63.1c0 22.6-12.1 43.5-31.7 54.8L280 264.4c-.2 13-10.9 23.6-24 23.6c-13.3 0-24-10.7-24-24V250.5c0-8.6 4.6-16.5 12.1-20.8l44.3-25.4c4.7-2.7 7.6-7.7 7.6-13.1c0-8.4-6.8-15.1-15.1-15.1H222.6c-3.4 0-6.4 2.1-7.5 5.3l-.4 1.2c-4.4 12.5-18.2 19-30.6 14.6s-19-18.2-14.6-30.6l.4-1.2zM224 352a32 32 0 1 1 64 0 32 32 0 1 1 -64 0z"/></svg> ¿En qué situaciones es ideal el `Factory object`?]

.large[<svg aria-hidden="true" role="img" viewBox="0 0 512 512" style="height:1em;width:1em;vertical-align:-0.125em;margin-left:auto;margin-right:auto;font-size:inherit;fill:currentColor;overflow:visible;position:relative;"><path d="M464 256A208 208 0 1 0 48 256a208 208 0 1 0 416 0zM0 256a256 256 0 1 1 512 0A256 256 0 1 1 0 256zm169.8-90.7c7.9-22.3 29.1-37.3 52.8-37.3h58.3c34.9 0 63.1 28.3 63.1 63.1c0 22.6-12.1 43.5-31.7 54.8L280 264.4c-.2 13-10.9 23.6-24 23.6c-13.3 0-24-10.7-24-24V250.5c0-8.6 4.6-16.5 12.1-20.8l44.3-25.4c4.7-2.7 7.6-7.7 7.6-13.1c0-8.4-6.8-15.1-15.1-15.1H222.6c-3.4 0-6.4 2.1-7.5 5.3l-.4 1.2c-4.4 12.5-18.2 19-30.6 14.6s-19-18.2-14.6-30.6l.4-1.2zM224 352a32 32 0 1 1 64 0 32 32 0 1 1 -64 0z"/></svg> ¿Qué beneficios aporta?]
]

???

Analogía: Un Apple Shop no produce iPhones, sino que los recibe de una Factory

Situación: Si muchos clientes instancian el mismo conjunto de clases ("productos"), es decir, los mismos objetos se requieren por otros componentes de un programa/aplicación.

Beneficio: Código más fácil de modificar

---
class: center, middle

# .coldinline[<svg aria-hidden="true" role="img" viewBox="0 0 512 512" style="height:1em;width:1em;vertical-align:-0.125em;margin-left:auto;margin-right:auto;font-size:inherit;fill:currentColor;overflow:visible;position:relative;"><path d="M256 64c53 0 96 43 96 96s-43 96-96 96s-96 43-96 96s43 96 96 96C150 448 64 362 64 256S150 64 256 64zm0 448A256 256 0 1 0 256 0a256 256 0 1 0 0 512zm32-352a32 32 0 1 0 -64 0 32 32 0 1 0 64 0zM224 352a32 32 0 1 1 64 0 32 32 0 1 1 -64 0z"/></svg> [Programa a una interfaz*, no a una implementación](https://cgranell.github.io/ei1039/slides/TE3_solid.html#principle-interface)]

.large[El cliente `KnifeStore` no maneja clases concretas de `Knife` ("implementaciones"), sino la clase **abstracta** `Knife` (una "generalización")]

???

* "interfaz" se refiere tanto a una interfaz como clase abstracta

---
class: inverse, center, middle

# Patrón Factory Method

.large[Propósito]

.large[Problema]

.large[Solución]

.large[Estructura]

.large[Aplicabilidad]

---
name: purpose
class: center, middle

# Factory Method: Propósito

## proporciona una interfaz para crear familias de objetos relacionados o dependientes sin especificar sus clases concretas

---
name: problem
# Factory Method: Problema

.large[Ahora, `KnifeStore` no solo está en US, sino que se expande a Europa. Cada región tiene sus preferencias locales sobre los tipos de `Knife`]

.large[¿Especializamos `SimpleKnifeFactory` según la cultura local?]

- `USSimpleKnifeFactory` y 
- `EuropeSimpleKnifeFactory`

.large[Ok, la creación de objetos se especializa, pero el resto de funcionalidad cliente como `orderKnife` resulta difícil de especializar]

---
name: solution
# Factory Method: Solución

- .large[En vez de crear más *factories* (`EuropeSimpleKnifeFactory`), el patrón Factory Method crea `EuropeKnifeStore` como subclase de `KnifeStore` (cliente).]

- .large[Cada subclase decide cómo se crean *sus* objetos ("productos"), y sobreescribe el **método fábrica** de la superclase]

- .large[Programa a una interfaz* para crear objetos]

---

.pull-left[

```java

*public abstract class KnifeStore() {

public Knife orderKnife(String type) {
    Knife knife = null;

*   knife = createKnife(type);
      
    knife.sharpen();
    knife.polish();
    knife.wrapp();

return knife;
  }  
  
* abstract Knife createKnife(String type);
}
```
  
]

.pull-right[

### Clase abstract `KnifeStore`

.large[Clase base es abstracta]

.large[`createKnife()` es el Factory Method: abstracto y vacío]

]

---

.pull-left[

```java

public class EuropeKnifeStore() 
       extends KnifeStore {

@override
  public Knife createKnife(String type) {
    if (type.equals("chef")) {
*     return new EuropeChefKnife();
    } else if (type.equals("steak")) {
*     return new EuropeSteakKnife();
    } else return null;
  }
}
```
  
]

.pull-right[

### Subclase `EuropeKnifeStore`

.large[Implementa el Factory Method según los estándares europeos]

.large[Tale vez necesitas definir nuevos "productos" de la clase base `Knife`]

]

---
name: structure
# Factory Method: Estructura

.pull-left[

<img src="images/DivingDesingPatterns03.png" width="100%"/>
]

.pull-right[

.large[__Product__ (`Knife`) declara la interfaz común de objetos]

.large[__ConcreteProducts__ (`EuropeChefKnife`) son implementaciones de la interfaz]

]

???
Image credits: [refactoring.guru](https://refactoring.guru/es/design-patterns/factory-method)

---
# Factory Method: Estructura

.pull-left[

<img src="images/DivingDesingPatterns03.png" width="100%"/>
]

.pull-right[

.large[__Creator__ (`KnifeStore`) declara el factory method (*abstract*) que devuelve un objeto del mismo tipo que la interfaz __Product__]

.large[__ConcreteCreators__ (`EuropeKnifeStore`) sobreescriben el Factory Method de la superclase]
]

???
Image credits: [refactoring.guru](https://refactoring.guru/es/design-patterns/factory-method)

---
name: aplicability
# Factory Method: Aplicabilidad

.large[<svg aria-hidden="true" role="img" viewBox="0 0 512 512" style="height:1em;width:1em;vertical-align:-0.125em;margin-left:auto;margin-right:auto;font-size:inherit;fill:currentColor;overflow:visible;position:relative;"><path d="M0 256a256 256 0 1 0 512 0A256 256 0 1 0 0 256zM281 385c-9.4 9.4-24.6 9.4-33.9 0s-9.4-24.6 0-33.9l71-71L136 280c-13.3 0-24-10.7-24-24s10.7-24 24-24l182.1 0-71-71c-9.4-9.4-9.4-24.6 0-33.9s24.6-9.4 33.9 0L393 239c9.4 9.4 9.4 24.6 0 33.9L281 385z"/></svg> Cuando no sabes de antemano las dependencias y tipos exactos de los objetos de tu código]

- .large[Factory Method separa el código de creación de "productos" del código que hace uso del producto]

.large[<svg aria-hidden="true" role="img" viewBox="0 0 512 512" style="height:1em;width:1em;vertical-align:-0.125em;margin-left:auto;margin-right:auto;font-size:inherit;fill:currentColor;overflow:visible;position:relative;"><path d="M0 256a256 256 0 1 0 512 0A256 256 0 1 0 0 256zM281 385c-9.4 9.4-24.6 9.4-33.9 0s-9.4-24.6 0-33.9l71-71L136 280c-13.3 0-24-10.7-24-24s10.7-24 24-24l182.1 0-71-71c-9.4-9.4-9.4-24.6 0-33.9s24.6-9.4 33.9 0L393 239c9.4 9.4 9.4 24.6 0 33.9L281 385z"/></svg> Cuando quieras ofrecer a los usuarios de tu código una forma de extender sus componentes internos]

- .large[¡Me dicen que quieren abrir en Singapure! Ok, veámos:]
  - .large[Extiendo la clase base `Knife` con los nuevos subtipos que necesito]
  - .large[Creo `SingapureKnifeStore` que sobreescribe el Factory Method para crear los nuevos productos]

---
class: inverse, center, middle

# Otros patrones creacionales

.large[Prototype]

.large[Builder]

---
name: prototype

# Prototype

.large[<svg aria-hidden="true" role="img" viewBox="0 0 512 512" style="height:1em;width:1em;vertical-align:-0.125em;margin-left:auto;margin-right:auto;font-size:inherit;fill:currentColor;overflow:visible;position:relative;"><path d="M0 256a256 256 0 1 0 512 0A256 256 0 1 0 0 256zM281 385c-9.4 9.4-24.6 9.4-33.9 0s-9.4-24.6 0-33.9l71-71L136 280c-13.3 0-24-10.7-24-24s10.7-24 24-24l182.1 0-71-71c-9.4-9.4-9.4-24.6 0-33.9s24.6-9.4 33.9 0L393 239c9.4 9.4 9.4 24.6 0 33.9L281 385z"/></svg> Propósito: crea copias (*clones*) de objetos existentes a partir de una interfaz del objeto a copiar (o prototipo) aunque se desconozca el tipo exacto del objeto a copiar]

.large[<svg aria-hidden="true" role="img" viewBox="0 0 512 512" style="height:1em;width:1em;vertical-align:-0.125em;margin-left:auto;margin-right:auto;font-size:inherit;fill:currentColor;overflow:visible;position:relative;"><path d="M0 256a256 256 0 1 0 512 0A256 256 0 1 0 0 256zM281 385c-9.4 9.4-24.6 9.4-33.9 0s-9.4-24.6 0-33.9l71-71L136 280c-13.3 0-24-10.7-24-24s10.7-24 24-24l182.1 0-71-71c-9.4-9.4-9.4-24.6 0-33.9s24.6-9.4 33.9 0L393 239c9.4 9.4 9.4 24.6 0 33.9L281 385z"/></svg> Problema: si crear una instancia de una clase es complicado o (computacionalmente) caro]

.large[<svg aria-hidden="true" role="img" viewBox="0 0 512 512" style="height:1em;width:1em;vertical-align:-0.125em;margin-left:auto;margin-right:auto;font-size:inherit;fill:currentColor;overflow:visible;position:relative;"><path d="M0 256a256 256 0 1 0 512 0A256 256 0 1 0 0 256zM281 385c-9.4 9.4-24.6 9.4-33.9 0s-9.4-24.6 0-33.9l71-71L136 280c-13.3 0-24-10.7-24-24s10.7-24 24-24l182.1 0-71-71c-9.4-9.4-9.4-24.6 0-33.9s24.6-9.4 33.9 0L393 239c9.4 9.4 9.4 24.6 0 33.9L281 385z"/></svg> Explóralo en [refactoring.guru](https://refactoring.guru/es/design-patterns/prototype)]

---
name: builder
# Builder

.large[<svg aria-hidden="true" role="img" viewBox="0 0 512 512" style="height:1em;width:1em;vertical-align:-0.125em;margin-left:auto;margin-right:auto;font-size:inherit;fill:currentColor;overflow:visible;position:relative;"><path d="M0 256a256 256 0 1 0 512 0A256 256 0 1 0 0 256zM281 385c-9.4 9.4-24.6 9.4-33.9 0s-9.4-24.6 0-33.9l71-71L136 280c-13.3 0-24-10.7-24-24s10.7-24 24-24l182.1 0-71-71c-9.4-9.4-9.4-24.6 0-33.9s24.6-9.4 33.9 0L393 239c9.4 9.4 9.4 24.6 0 33.9L281 385z"/></svg> Propósito: separa la creación de objetos complejos de su representación para que el mismo mecanismo de construcción puede crear diferentes representaciones]

.large[<svg aria-hidden="true" role="img" viewBox="0 0 512 512" style="height:1em;width:1em;vertical-align:-0.125em;margin-left:auto;margin-right:auto;font-size:inherit;fill:currentColor;overflow:visible;position:relative;"><path d="M0 256a256 256 0 1 0 512 0A256 256 0 1 0 0 256zM281 385c-9.4 9.4-24.6 9.4-33.9 0s-9.4-24.6 0-33.9l71-71L136 280c-13.3 0-24-10.7-24-24s10.7-24 24-24l182.1 0-71-71c-9.4-9.4-9.4-24.6 0-33.9s24.6-9.4 33.9 0L393 239c9.4 9.4 9.4 24.6 0 33.9L281 385z"/></svg> Problema: si un objeto necesita más de una representación (distintas UI, Android/iOS); o permitir a clientes construir la estructura de un objeto complejo en varios pasos (e.g. Ikea kitchen planner, trip/house planner)]

.large[<svg aria-hidden="true" role="img" viewBox="0 0 512 512" style="height:1em;width:1em;vertical-align:-0.125em;margin-left:auto;margin-right:auto;font-size:inherit;fill:currentColor;overflow:visible;position:relative;"><path d="M0 256a256 256 0 1 0 512 0A256 256 0 1 0 0 256zM281 385c-9.4 9.4-24.6 9.4-33.9 0s-9.4-24.6 0-33.9l71-71L136 280c-13.3 0-24-10.7-24-24s10.7-24 24-24l182.1 0-71-71c-9.4-9.4-9.4-24.6 0-33.9s24.6-9.4 33.9 0L393 239c9.4 9.4 9.4 24.6 0 33.9L281 385z"/></svg> Explóralo en [refactoring.guru](https://refactoring.guru/es/design-patterns/builder)]