Java设计模式:建造者模式

一、建造者模式

定义

  将一个复杂对象的构建与它的表示分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

特点

  1.在某些属性没有赋值之前,复杂对象不能作为一个完整的产品使用。比如汽车包括方向盘、车门、发动机等各部件,缺少了这些部件就不能生产使用。

  2.对象的一些属性必须按照顺序赋值,比如汽车应有车架才能装车轮和其他部件。

UML

建造者模式UML图.png

从上面的UML可以看出,建造者模式涉及到以下四个角色的概念:

  - 抽象建造者角色:提供一个接口,规范产品对象的建造,一般由子类实现。一般来说,产品的组成部分数与建造方法数相同,即有多少组成部分,就有多少个建造方法。

  - 具体建造者角色:该角色实现了抽象建造者抽象建造者接口,主要是实现所有声明的方法以及返回建造好的产品实例。

  - 导演者角色:负责调用具体建造者按照顺序建造产品。导演者只负责调度,真正执行的是具体建造者角色。

  - 产品角色:该角色是建造的复杂对象,提供基本方法。

二、实战

上代码

现在要做两辆万众瞩目的豪车,一辆兰博基尼,fine。另一辆法拉利,ok。一起来看看怎么造这两台车...

产品角色代码如下:

public class Production {

    private String part1;
    private String part2;

    public String getPart1() {
        return part1;
    }

    public void setPart1(String part1) {
        this.part1 = part1;
    }

    public String getPart2() {
        return part2;
    }

    public void setPart2(String part2) {
        this.part2 = part2;
    }
}

抽象建造者角色代码如下:

public interface IBuilder {

    // 产品有多少个组件,就有多少个建造方法

    public void buildPart1();

    public void buildPart2();

    // 返回产品类 
    public Production build();

}

首先来看兰博基尼怎么做,代码如下:

public class BuilderA implements IBuilder {

    private Production production = new Production();

    @Override
    public void buildPart1() {
        System.out.println("构造兰博基尼的第一部分。");
        production.setPart1("This is part1 of Lamborghini");
    }

    @Override
    public void buildPart2() {
        System.out.println("构造兰博基尼的第二部分。");
        production.setPart2("This is part2 of Lamborghini");
    }

    @Override
    public Production build() {
        System.out.println("咔擦!兰博基尼已造好!");
        return production;
    }
}

导演者角色调度构建,代码如下:

public class Director {

    private IBuilder builder;

    public Director(IBuilder builder){
        this.builder = builder;
    }

    /**
     * 构造顺序
     */
    public Production construct(){
        builder.buildPart1();
        builder.buildPart2();

        return builder.build();
    }

}

下面看看客户端如何使用建造者模式把兰博基尼造出来,代码如下:

public class Client {

    public static void main(String[] args){

        // 兰博基尼
        IBuilder builderA = new BuilderA();
        Director directorA = new Director(builderA);
        directorA.construct();

    }

}

运行客户端代码,结果如下:

构造兰博基尼的第一部分。

构造兰博基尼的第二部分。

咔擦!兰博基尼已造好!

接下来要造法拉利了,步骤一样,先实现抽象建造者接口。

法拉利具体建造者代码如下:

public class BuilderB implements IBuilder {

    private Production production = new Production();

    @Override
    public void buildPart1() {
        System.out.println("构造法拉利的第一部分。");
        production.setPart1("This is part1 of Ferrari");
    }

    @Override
    public void buildPart2() {
        System.out.println("构造法拉利的第二部分。");
        production.setPart2("This is part2 of Ferrari");
    }

    @Override
    public Production build() {
        return production;
    }
}

客户端建造法拉利代码如下:

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
    
        // 法拉利
        IBuilder builderB = new BuilderB();
        Director directorB = new Director(builderB);
        directorB.construct();
    }

}

客户端运行结果如下:

构造法拉利的第一部分。

构造法拉利的第二部分。

咻咻!法拉利已造好!

三、建造者模式的优缺点

优点

1)降低代码耦合度。在建造者模式中,客户端不需要知道产品内部是如何实现的,我们只需得到产品的对象。并且使用导演者和建造者分离组装过程和组件具体构造过程,具有灵活的扩展性。

2)优秀的扩展性。具体建造者相互独立,方便扩展,符合开闭原则。

缺点

1)一定的使用范围限制。建造者模式的产品的组件基本相同,如果产品的差异性较大,建造者模式就不适用了。

四、比较

跟工厂方法模式对比:建造者模式和工厂模式同样是创建一个产品,工厂模式就是一个方法,而建造者模式有多个方法,并且建造者模式是有顺序的执行方法。就是说建造者模式强调的是顺序,而工厂模式没有顺序一说。

五、总结

建造者模式就是这样。那到最后,我们必须要思考一下为什么这么做?学而不思则罔,我们纵观全部代码,其实我们就会发现,在最后的Client 类中,我们其实根本就不会知道具体是怎么造车的,因为这个过程让director给代劳了。然后,我们的BuilderA类中才是真正的车方法。director其实只是执行了这个过程。这样子,达到了分离模块的功能。造车的过程,启动造车的过程,和最后选择哪种车来造。都分的清清楚楚。就有了一些模块化的感觉,这样维护和扩展都是很方便的。所以设计模式的精髓还是那几个原则。感觉原则才是法则,而这么多模式就是具体的招式。

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