构造型设计模式 之 构建者模式

一、基础

构建者模式(Builder Pattern)也叫作生成器模式: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。

构建者模式通用类图:

构建者模式通用类图

在上面的类图中有如下四个角色:

  • 导演类:负责调用适当的建造者来组建产品,导演类一般不与产品类发生依赖关系,与导演类直接交互的是建造者类。一般来说,导演类被用来封装程序中易变的部分。
  • 抽象建造者:引入抽象建造者的目的,是为了将建造的具体过程交与它的子类来实现,这样更容易扩展。一般至少会有两个抽象方法,一个用来建造产品,一个是用来返回产品。
  • 建造者:实现抽象类的所有未实现的方法,具体来说一般是两项任务:组建产品和返回组建好的产品。
  • 产品类:一般是一个较为复杂的对象,也就是说创建对象的过程比较复杂,一般会有比较多的代码量。

在上面类图中,产品类是一个具体的类,而非抽象类。实际编程中,产品类可以是由一个抽象类与它的不同实现组成,也可以是由多个抽象类与他们的实现组成。

大体思想是:复杂的产品类(主要是种类比较多)的情况下,不是直接创建产品类,而是将不同的组装过程封装成各种类型的建造者,这样我们可以根据自己的需求来调用对应的建造者来创建产品。而导演类实际就相当于我们的客户端了!

代码实现如下:

class Product {
    private String name;
    private String type;
    public void showProduct(){
        System.out.println("名称:"+name);
        System.out.println("型号:"+type);
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public void setType(String type) {
        this.type = type;
    }
}

abstract class Builder {
    public abstract void setPart(String arg1, String arg2);
    public abstract Product getProduct();
}
class ConcreteBuilder extends Builder {
    private Product product = new Product();

    public Product getProduct() {
        return product;
    }

    public void setPart(String arg1, String arg2) {
        product.setName(arg1);
        product.setType(arg2);
    }
}

public class Director {
    private Builder builder = new ConcreteBuilder();
    public Product getAProduct(){
        builder.setPart("宝马汽车","X7");
        return builder.getProduct();
    }
    public Product getBProduct(){
        builder.setPart("奥迪汽车","Q5");
        return builder.getProduct();
    }
}
public class Client {
    public static void main(String[] args){
        Director director = new Director();
        Product product1 = director.getAProduct();
        product1.showProduct();

        Product product2 = director.getBProduct();
        product2.showProduct();
    }
}

构建者模式的优点:

  • 封装性:使用构建者(建造者)模式可以使客户端不必知道产品内部组成的细节
  • 建造者独立,这样容易进行扩展
  • 便于控制细节风险:由于具体的建造者是独立的,因此可以对建造过程逐渐细化,而不对其他的模块产生任何影响

构建者模式的使用场景:

  • 相同的方法,不同的执行顺序,产生不同的事件结果时,可以采用构建者模式
  • 多个部件或两件,都可以装配到一个对象中,但是产生的运行结果又不相同时,则可以使用构建者模式
  • 产品类非常复杂,或者产品类中的调用顺序不同产生了不同的效能,这个时候使用构建者模式非常合适
  • 在对象创建过程中会使用到系统中的一些其他对象,这些对象在产品对象的创建过程中不易得到时,也可以采用建造者模式封装该对象的创建过程。

建造者模式与工厂模式的区别

   我们可以看到,构建者模式与工厂模式是极为相似的,总体上来说,构建者模式仅仅只比工厂模式多了一个`导演类`的角色。在构建者模式的类图中,假如把这个导演类看做是最终调用的客户端,那么剩余的部分就可以看作是一个简单的工厂模式了。

   与工厂模式相比,建造者模式一般用来创建**更为复杂的对象**,因为对象的创建过程更为复杂,因此将对象的创建过程独立出来组成一个新的类【导演类】。也就是说,工厂模式是将对象的全部创建过程封装在工厂类中,由工厂类向客户端提供最终的产品;而建造者模式中,建造者类一般只提供产品类中各个组件的建造,而将具体建造过程交付给导演类。由导演类负责将各个组件按照特定的规则组建为产品,然后将组建好的产品交付给客户端。

二、拓展

上面的构建者都是独立的,也就是说一种构建者会独立创建一个产品。如果一个产品包含许多可选的零部件,那么我们如果进行排列组合来定义构建者的话,将会产生很多构建者反而增大了代码的复杂程度。

Effective Java》中的第二条:遇到多个构造器参数时要考虑用构建器,就很好的解决了这个问题!针对这部分我在《构造器优化 之 静态工厂和构建器》中详细的介绍了,此处只是简短介绍!

其思想是将构建器放在产品类的内部,将构造函数私有化,这样就只能通过构建器来创建产品实例。因为在内部,所以可以形成链式构建形式,首先调用必要参数的构建方法,然后链式的选择要添加的可选参数,最后调用一个无参的方法返回产品的实例,代码调用如下:

NutritionFacts cocaCola = new NutritionFacts.Builder(240, 8)
                                .calories(100).sodium(35).carbohydrate(27).build();

这种形式创建复杂对象简介易懂,如果包含大量的可选参数的时候,推荐使用这种形式!

可拓展参考:设计模式之构建者模式(Builder):初步理解

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转载自blog.csdn.net/fanxiaobin577328725/article/details/81867665