构建器(Builder模式)的使用

遇到多个构造器参数时要考虑使用建构器
       静态工厂和构造器有个共同的局限性:他们都不能很好地扩展到大量的可选参数。例如用一个类表示包含食品外面显示的营养成分标签。这些标签中有几个属性是必须的:每份的含量,以及每份的卡路里。还有几个可选属性:总脂肪量、饱和脂肪量、转化脂肪等等。

1、重叠构造器模式

       对于这样的类,应该用哪种构造器或者静态方法来编写呢?我们先看看重叠构造器模式,在这种模式下,你提供第一个只有必要参数的构造器,第二个构造器有一个可选参数,第三个有两个可选参数,以此类推,最后一个构造器包含所有可选参数。如下面事例

public class NutritionFacts {

    // required
    private int servingSize;

    // required
    private int servings;

    private int calories;

    private int fat;

    private int sodium;

    private int carbohydrate;
    
    public NutritionFacts(int servingSize, int servings) {
        this(servingSize, servings, 0);
    }
    
    public NutritionFacts(int servingSize, int servings, int calories) {
        this(servingSize, servings, calories, 0);
    }
    
    public NutritionFacts(int servingSize, int servings, int calories, int fat) {
        this(servingSize, servings, calories, fat, 0);
    }
    
    public NutritionFacts(int servingSize, int servings, int calories, int fat, int sodium) {
        this(servingSize, servings, calories, fat, sodium, 0);
    }
    
    public NutritionFacts(int servingSize, int servings, int calories, int fat, int sodium, int carbohydrate) {
        this.servingSize = servingSize;
        this.servings = servings;
        this.calories = calories;
        this.fat = fat;
        this.sodium = sodium;
        this.carbohydrate = carbohydrate;
    }
}

       当你想要创建实例的时候,就利用参数列表最短的构造器,但该列表中包含了要设置的所有参数:NutritionFacts cocaCola = new NutritionFacts(240, 8, 100, 0, 35, 27);
这个构造器调用通常需要许多你本不想设置的参数,但还是不得不为它们传递值,在这个例子中,我们给fat传递一个值为0。如果仅仅是这6个参数,看起来不算太糟糕,问题是随着参数数目的增加,他很快就失去了控制。
       重叠构造器模式是可行,但是有许多参数的时候,代码编写就变得很复杂了,如果想知道参数的具体意思,就必须得很仔细的去阅读,而且如果不小心弄错了参数的位置,编译器不会报错,但是程序运行的时候就会出现错误行为。


2、JavaBean模式

       遇到许多构造器参数的时候,还有第二种代替方法,即JavaBean模式。在这种模式下,调用一个无参构造器来创建对象,然后调用setter方法来设置每个必要的参数,以及每个相关的可选参数。

public class NutritionFacts {

    // required
    private int servingSize;

    // required
    private int servings;

    private int calories = 0;

    private int fat = 0;

    private int sodium = 0;

    private int carbohydrate = 0;

    public void setServingSize(int servingSize) {
        this.servingSize = servingSize;
    }

    public void setServings(int servings) {
        this.servings = servings;
    }

    public void setCalories(int calories) {
        this.calories = calories;
    }

    public void setFat(int fat) {
        this.fat = fat;
    }

    public void setSodium(int sodium) {
        this.sodium = sodium;
    }

    public void setCarbohydrate(int carbohydrate) {
        this.carbohydrate = carbohydrate;
    }
}

       遗憾的是,JavaBean模式自身也有很严重的缺点,因为构造过程被分到了几个调用中,在构造过程中JavaBean可能处于不一致的状态。类无法仅仅通过检验构造器参数的有效性来保证一致性。试图使用处于不一致状态的对象,将会导致失败。所以需要程序员付出额外的努力来确保它的线程安全。


3、Builder模式

       幸运的是,还有第三种替代方法,既能保证重叠构造器模式那样的安全性,也能保证JavaBean模式那么好的可读性,这就是Builder模式。

public class NutritionFacts {

    // required
    private int servingSize;

    // required
    private int servings;

    private int calories;

    private int fat;

    private int sodium;

    private int carbohydrate;

    public static class Builder {
        // required
        private int servingSize;

        // required
        private int servings;

        private int calories = 0;

        private int fat = 0;

        private int sodium = 0;

        private int carbohydrate = 0;
        
        public Builder(int servingSize, int servings) {
            this.servingSize = servingSize;
            this.servings = servings;
        }
        
        public Builder calories(int calories) {
            this.calories = calories;
            return this;
        }
        
        public Builder fat(int fat) {
            this.fat = fat;
            return this;
        }
        
        public Builder sodium(int sodium) {
            this.sodium = sodium;
            return this;
        }
        
        public Builder carbohydrate(int carbohydrate) {
            this.carbohydrate = carbohydrate;
            return this;
        }
        
        public NutritionFacts build() {
            return new NutritionFacts(this);
        }
    }
    
    private NutritionFacts(Builder builder) {
        servingSize = builder.servingSize;
        servings = builder.servings;
        calories = builder.calories;
        fat = builder.fat;
        sodium = builder.sodium;
        carbohydrate = builder.carbohydrate;
    }
}

调用方法为:

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

这样编写代码很容易,更重要的是,易于阅读。

       最后,如果类的构造器或者静态工厂中具有多个参数,设计这种类时,Builder模式就是种不错的选择,特别是当大多数参数都是可选的时候。与传统的重叠构造器模式相比,使用Builder模式代码将更易于阅读和编写,构建器也比JavaBeans更加安全。

                                                                                                                                                                 ------参考书籍《Effective Java》

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