设计模式从入门到放弃(二)构建者模式

设计模式从入门到放弃(二)构建者模式

构建者模式 Builder

构建者模式要求将构建的过程和表示过程进行分离。将复杂的构建过程分成若干的步骤一步一步进行构建，使得每个部分更加灵活。客户端不需要知道构建的细节，构建步骤相互独立，利于扩展。

构建者模式核心角色

• Product（产品角色）： 一个具体的产品对象。
• Builder（抽象建造者）： 创建一个 Product 对象的各个部件指定的 接口或者抽象类。
• ConcreteBuilder（具体建造者）： 实现接口，构建和装配各个部件。
• Director（指挥者）： 构建一个使用 Builder 接口的对象。它主要是用于创建一个复杂的对象。它主要有两个作用，一是：隔离了客户与对象的生产过程，二是：负责控制产品对象的生产过程。

UML 示意图

代码实现

// 具体的构建出来产品对象 充当产品角色（Product）
@Data
public class Product {

    private String step1;
    private String step2;
    private String step3;

}

//  抽象Builder 类 抽象 构建的步骤 充当 抽象建造者（Builder）
public abstract class AbstractBuilder {

    protected Product product = new Product();

    public abstract void step1();

    public abstract void step2();

    public abstract void step3();

    public Product getResult(){
        return this.product;
    }
}

// 具体的构建过程的实现 充当 ConcreteBuilder（具体建造者）
public class BuilderImpl1 extends AbstractBuilder {
    @Override
    public void step1() {
        System.out.println("Impl1 step1");
        product.setStep1("Impl1 step1");
    }

    @Override
    public void step2() {
        System.out.println("Impl1 step2");
        product.setStep2("Impl1 step2");

    }

    @Override
    public void step3() {
        System.out.println("Impl1 step3");
        product.setStep3("Impl1 step3");

    }
}

// 构建的指挥者 定义构建的细节过程得到最终对象 它主要是用于创建一个复杂的对象。它主要有两个作用，一是：隔离了客户与对象的生产过程，二是：负责控制产品对象的生产过程
public class BuildDirector {


    private AbstractBuilder builder;

    public BuildDirector(AbstractBuilder builder) {
        this.builder = builder;
    }

    public Product getResult() {
        builder.step1();
        builder.step2();
        builder.step3();
        return builder.getResult();
    }
}

// 具体使用 
public class BuilderDemoTest {

    public static void main(String[] args) {
        // 先创建具体的构建者实现
        BuilderImpl1 builderImpl1 = new BuilderImpl1();
        // 组合指挥者和构建者具体实现 得到最终产品
        BuildDirector buildDirector = new BuildDirector(builderImpl1);
        System.out.println(buildDirector.getResult());
    }
}

JDK源码分析

StringBuilder使用了到了非标准的构建者模式

StringBuilder 继承> AbstractStringBuilder 实现> Appendable接口

Appendable接口中定义了三个append方法 对应构建者角色的抽象构建者角色 只是不能实例化

   Appendable append(CharSequence csq) throws IOException;

其AbstractStringBuilder 实现了Appendable接口的 append方法 类似 具体实现的构建者角色

   public AbstractStringBuilder append(String str) {
        if (str == null) {
            return appendNull();
        }
        int len = str.length();
        ensureCapacityInternal(count + len);
        putStringAt(count, str);
        count += len;
        return this;
    }

StringBuilder 充当的指挥者 调用父类的append方法 返回一个具体的Stringbuilder产品对象

  @Override
    @HotSpotIntrinsicCandidate
    public StringBuilder append(String str) {
        super.append(str);
        return this;
    }

使用细节

• 屏蔽产品内部组成细节，使得产品本身和组成的过程解耦，使用相同的构建过程可以生成不同的产品
• 具体实现抽象构建者的对象相互独立，扩展性强，客户端只需要传入不同的构建者实现就可以得到不同的产品对象
• 可以精细化控制构建的过程，把复杂个构建过程分解到不同的方法中
• 使用构建者模式需要产品拥有比较多的相似点，如果产品差异过大就不适合使用构建者模式