استفاده از متدهای استاتیک سازنده به جای سازنده‌ها (constructors)

در زمان ایجاد اشیاء در جاوا، استفاده از سازنده‌ها (Constructors) روش سنتی و پیش‌فرض است. با این حال، Static Factory Methods در بسیاری از موارد جایگزین منعطف‌تر و قدرتمندتری هستند. این مقاله به بررسی دلایل و زمان استفاده از Static Factory Methods به جای سازنده‌ها می‌پردازد و مزایا، معایب و بهترین روش‌های استفاده را توضیح می‌دهد.

Static Factory Methods چیستند؟

Static Factory Methods به متدهایی گفته می‌شود که وظیفه ایجاد و بازگرداندن یک نمونه از کلاس را بر عهده دارند. برخلاف سازنده‌ها که همیشه با استفاده از کلمه کلیدی new یک شیء جدید می‌سازند، این متدها انعطاف بیشتری در نحوه ایجاد اشیاء و مدیریت آن‌ها دارند.

چگونه Static Factory Methods ایجاد کنیم؟

برای ایجاد یک Static Factory Method، متد مورد نظر را به صورت static تعریف کرده و نمونه‌ای از کلاس را از داخل آن برگردانید.

مثال ساده:

public class MyClass {
    private int value;

    private MyClass(int value) {
        this.value = value;
    }

    public static MyClass createInstance(int value) {
        return new MyClass(value);
    }

    public int getValue() {
        return value;
    }
}

MyClass obj = MyClass.createInstance(10);
System.out.println(obj.getValue()); // خروجی: 10

یا در مثال کلاس BigInteger:

// استفاده از سازنده
BigInteger number1 = new BigInteger(100, new Random());

// استفاده از متد کارخانه‌ای استاتیک
BigInteger number2 = BigInteger.probablePrime(100, new Random());

مزایای Static Factory Methods

1. نام‌گذاری توصیفی

Static Factory Methods می‌توانند نام‌هایی داشته باشند که عملکرد دقیق‌تر متد را توصیف کنند، در نتیجه کد خواناتر می‌شود.

2. استفاده مجدد از نمونه‌ها (Caching)

این متدها می‌توانند از اشیاء از پیش ساخته‌شده استفاده کنند و نیازی به ایجاد مجدد آن‌ها نباشد:

Boolean b1 = Boolean.valueOf(true);
Boolean b2 = Boolean.valueOf(true);
System.out.println(b1 == b2); // true

3. بازگرداندن زیرکلاس‌ها

متد می‌تواند بسته به شرایط زیرکلاسی از نوع بازگشتی را برگرداند:

EnumSet<Day> days = EnumSet.of(Day.MONDAY, Day.FRIDAY);

4. تأخیر در ایجاد شیء (Lazy Initialization)

مثال بارز آن الگوی Singleton است:

public class Singleton {
    private static Singleton instance;
    private Singleton() {}
    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

5. محدود کردن ایجاد اشیاء

امکان کنترل تعداد اشیاء ایجادشده مانند Singleton یا حتی محدودسازی بیشتر.

6. پنهان‌سازی پیاده‌سازی و تطبیق نسخه‌ها

کلاس‌هایی مثل EnumSet بسته به اندازه enum ممکن است پیاده‌سازی متفاوتی را بازگردانند. همچنین مانند معماری‌های مبتنی بر تأمین‌کننده سرویس، کلاس‌های پیاده‌ساز می‌توانند حتی هنگام نوشتن کلاس اصلی وجود نداشته باشند:

Connection conn = DriverManager.getConnection(...);

معایب Static Factory Methods

1. عدم قابلیت ارث‌بری

اگر constructor کلاس private باشد، دیگر نمی‌توان از آن ارث‌بری کرد. این موضوع می‌تواند توسعه‌پذیری را محدود کند.

2. دشواری در کشف

برخلاف constructorها که در Javadoc برجسته هستند، متدهای static factory ممکن است پنهان بمانند.

نام‌گذاری‌های رایج برای Static Factory Methods

• from: تبدیل نوع → Date.from(instant)
• of: تجمیع چند مقدار → EnumSet.of(...)
• valueOf: مشابه of ولی رسمی‌تر → BigInteger.valueOf(...)
• getInstance / instance: بازگرداندن نمونه موجود → StackWalker.getInstance(...)
• create / newInstance: ایجاد نمونه جدید → Array.newInstance(...)
• getType / newType: وقتی متد در کلاس دیگری باشد → Files.newBufferedReader(...)
• type: نسخه ساده‌تر متد بالا → Collections.list(...)

بهترین روش‌ها

• از نام‌گذاری‌های استاندارد استفاده کنید.
• متدها را در مستندات به وضوح شرح دهید.
• در طراحی Singleton، caching، immutability و factory-based APIs از آن‌ها بهره ببرید.

نتیجه‌گیری

Static Factory Methods جایگزینی خوانا، منعطف و قدرتمند برای سازنده‌ها هستند. آن‌ها با کاهش وابستگی، بهبود عملکرد و ایجاد APIهای شفاف‌تر، به توسعه‌دهنده‌ها کمک می‌کنند تا طراحی بهتری داشته باشند. در حالی که سازنده‌ها نیز کاربرد خود را دارند، پیشنهاد می‌شود قبل از استفاده از public constructor حتماً بررسی شود که آیا یک متد static factory می‌تواند انتخاب بهتری باشد یا خیر.

منبع: Joshua Bloch, Effective Java, 3rd Edition, Addison-Wesley, 2018.