【设计模式】-创建型模式-第2章第3讲-【建造者模式】

简介: 【设计模式】-创建型模式-第2章第3讲-【建造者模式】

目录

场景需求

1、建造者模式中包含以下4个类

2、实际代码示例

2.1、具体产品(Product)类

2.2、抽象建造者(Builder )

2.3、具体建造者(ConcreteBuilder )

2.4、指挥者(Director)

3、简化的建造者模式

4、拥有方法链的匿名建造者

4.1、这种情况下,使用我们的建造者模式避免这种情况是个不错的实践。

4.2、JDK源码中典型的应用场景

5、建造者模式的优缺点

5.1、优点

5.2、缺点

场景需求

墨菲定律中提道:任何事都没有表面看起来的那么简单。无论在现实生活中还是在代码世界中,都存在一些复杂的对象,他们由多个部分组成,每个部分各具功能,协同运作。比如手机包含摄像头、CPU、电池等各种零部件。对于大部分用户而言,无须知道部件之间的组装细节,也几乎不会单独使用某个零部件,而是使用一部完整的手机。如果需要详细关注一个产品部件的生产、安装步骤,可以选择建造者模式对其进行设计与描述,将部件和其组装过程分开,分步创建一个复杂的对象。由于组装部件的过程复杂,因此,装配过程被分离到一个称作建造者的对象里,建造者返回给上层一个完整产品,而无需关心该产品的构建细节,这就是建造者模式的核心思想。

建造者模式(Builder Pattern)也叫做生成器模式。

将复杂对象的构建与表示分离,同构建过程,创建不同表示。隐藏复杂对象创建过程,并把这个过程加以抽象(通过子类继承或者重载的方式,动态的创建具有复合属性的对象)。

1、建造者模式中包含以下4个类

1)Product (产品类):需要为其构建对象的类,是具有不同表现形式的复杂或复合对象。

2)Builder (抽象建造者类):用于声明构建产品类的组成部分的抽象类或接口。它的作用是仅公开构建产品类的功能,隐藏产品类的其他功能;将产品类与构建产品类的更高级的类分离开。

3)ConcreteBuilder(具体建造者类):用于实现抽象建造者类接口中声明的方法。除此之外,它还通过 getResult 方法返回构建好的产品类。

4)Director(导演类):用于指导如何构建对象的类。在建造者模式的某些变体中,导演类已被移除,其角色被客户端或抽象建造者类所代替。

建造者模式通用类图 如下 图1-1:

74428621831943e9a7496a11322a4044.png


图 1-1

2、实际代码示例

这里我就从4个角色的具体代码示例,直观的去看看建造者模式的实现方式。

2.1、具体产品(Product)类

Product 产品类,一般是多个部件组成的复杂对象,由具体建造者来创建其各个零部件。

通用代码如下:

package com.zhaoyanfei.designpattern.buliderpattern;
 
/**
 * 具体产品类(可以是一个复杂对象)
 * @author zhaoYanFei
 *
 */
public class Product {
 
    
    
    public void doSomething() {
        System.out.println("doSomething is done.");
    }
}

2.2、抽象建造者(Builder )

Builder 抽象建造者,包含创建产品各个子部件的抽象方法以及返回复杂产品的方法。

通用代码如下:

package com.zhaoyanfei.designpattern.buliderpattern;
/**
 * 抽象建造者
 * @author zhaoYanFei
 *
 */
public abstract class Builder {
 
    /**
     * 设置不同的模块组装产品
     */
    public abstract void setPart();
    /**
     * 构建产品
     * @return
     */
    public abstract Product builderProduct();
    
}

2.3、具体建造者(ConcreteBuilder )

ConcreteBuilder 具体建造者,实现抽象 Builder 定义的所有方法,并且返回一个装配好的对象。

通用代码如下:

    package com.zhaoyanfei.designpattern.buliderpattern;
    /**
     * 具体建造者
     * @author zhaoYanFei
     *
     */
    public class ConcreteBuilder extends Builder {
     
        private Product product = new Product();
        
        @Override
        public void setPart() {
            // TODO 完成产品的组装逻辑,包括组装顺序,不同方法的组合等等
     
        }
     
        @Override
        public Product builderProduct() {
            // TODO Auto-generated method stub
            //返回创建好的实体类
            return product;
        }
     
    }

2.4、指挥者(Director)

Director 指挥者,负责安排已有模块的顺序,然后调用 Builder 建造产品。

通用代码如下:

    package com.zhaoyanfei.designpattern.buliderpattern;
    /**
     * 导演类,也叫指挥者,负责调度产品构建的方法
     * @author zhaoYanFei
     *
     */
    public class Director {
     
        /**
         * 不同的产品由不同的方法实现
         * @return
         */
        public Product getProduct(){
            ConcreteBuilder concreteBuilder = new ConcreteBuilder();
            concreteBuilder.setPart();
            return concreteBuilder.builderProduct();
        }
    }

3、简化的建造者模式

在建造者模式的某些实现方式中可以移除导演类。比如导演类的封装逻辑很简单,这种情况下,可以不需要导演类。简化的类图构建者模式如下图3-1:

3f9e91fdee5f42f792c0ce6ff91137ab.png

这里可以看到我们只是将导演类中实现的代码移动到了客户端,但是当抽象基类和产品类太过复杂,或者需要使用建造者类从数据流中构建对象时,我们不建议这样简化修改。

4、拥有方法链的匿名建造者

构建来自相同类,但是具有不同表现形式的对象的最直接方法就是利用 Java 的多态,构建多个不同入参的构造函数,按照不同的场景进行不同的实例化操作。

4.1、这种情况下,使用我们的建造者模式避免这种情况是个不错的实践。

在 《Effective Java》一书中,Joshua Bloch 建议使用内部建造者类和方法链来代替多个构造函数。

方法链是指通过特定方法返回当前对象(this)的一种技术。通过这种技术,可以以链的形式调用方法。

注:方法链的一个限制是,只能用在不需要返回其他值的方法上,因为你需要返回 self 对象。

    @Override
        public Builder setPart() {
            // TODO 完成产品的组装逻辑,包括组装顺序,不同方法的组合等等
            product.setAge(20);
            return this;
        }

4.2、JDK源码中典型的应用场景

dbf896a45acf41cf838fcc94f3d2f8ce.png

StringBuilder 继承了 AbstractStringBuilder 类

2de303c016814d49a4a4c8312edc604c.png

而 AbstractStringBuilder 实现了 Appendable 接口

可以看到 Appendable 中声明了三个追加的方法。

 
package java.lang;
 
import java.io.IOException;
 
/**
 * @since 1.5
 */
public interface Appendable {
 
 
    Appendable append(CharSequence csq) throws IOException;
 
   
    Appendable append(CharSequence csq, int start, int end) throws IOException;
 
    
    Appendable append(char c) throws IOException;
}

StringBuilder 中实现的 append 方法:

public final class StringBuilder
    extends AbstractStringBuilder
    implements java.io.Serializable, CharSequence
{
    @Override
    public StringBuilder append(String str) {
        super.append(str);
        return this;
    }
}

5、建造者模式的优缺点

5.1、优点

1、封装性,在建造者模式中,调用方不必知道产品内部组成的细节,将一个复杂对象的构建与它的表示分离,使得相同的创建过程可以创建不同的产品对象。

2、扩展性,每个具体建造者都相互独立,替换具体建造者或新增具体建造者都很便捷。

3、更关注"由零件一步一步地组装出产品对象" 。将复杂产品的创建步骤拆分到不同的方法中,使得创建过程更加清晰。

5.2、缺点

1、建造者模式所创建的产品对象一般组成部分相似,如果产品的内部变化复杂,需要定义很多具体建造者类来实现这种变化,导致系统变得很庞大。

2、如果产品内部结构发生变化,建造者也要相应修改,有较大的维护成本。

结尾:其实很多模式,我们在应用过程中,并不是单独的应用某种设计模式,有时候会涉及到多种模式复合使用。设计模式其实是我们的一种编程思维,是我们处理问题的方式而已。

个人建议,想系统学习某一个知识点儿,可以给自己制定一个目标,比如 23 种设计模式,我就每天学习一种设计模式,多了不学。如果你能坚持下来,其实这个过程本身就已经很厉害了。

下一节,我将带领大家了解原型模式。

相关文章
|
29天前
|
设计模式 算法
建造者模式-大话设计模式
建造者模式-大话设计模式
14 1
|
1月前
|
设计模式 Java 编译器
设计模式——创建型模式(工厂,简单工厂,单例,建造者,原型)
设计模式——创建型模式(工厂,简单工厂,单例,建造者,原型)
|
23天前
|
设计模式 JavaScript
js设计模式【详解】—— 建造者模式
js设计模式【详解】—— 建造者模式
16 0
|
26天前
|
设计模式
设计模式-05建造者模式(Builder Pattern)
设计模式-05建造者模式(Builder Pattern)
|
27天前
|
设计模式 Java 数据库连接
【Java设计模式 - 创建型模式2】工厂模式
【Java设计模式 - 创建型模式2】工厂模式
11 0
|
27天前
|
设计模式 缓存 安全
【Java设计模式 - 创建型模式1】单例模式
【Java设计模式 - 创建型模式1】单例模式
8 0
|
28天前
|
设计模式 Java
Java设计模式:建造者模式之经典与流式的三种实现(四)
Java设计模式:建造者模式之经典与流式的三种实现(四)
|
28天前
|
设计模式 Java
Java设计模式之建造者模式详解
Java设计模式之建造者模式详解
|
28天前
|
设计模式 Java
设计模式之建造者模式
设计模式之建造者模式
|
1月前
|
设计模式
创建型设计模式之建造者模式
创建型设计模式之建造者模式