前言:
为什么之前写过Golang 版的设计模式,还在重新写Java
版?
答:因为对于我而言,当然也希望对正在学习的大伙有帮助。Java作为一门纯面向对象的语言,更适合用于学习设计模式。
为什么类图要附上uml
因为很多人学习有做笔记的习惯,如果单纯的只是放一张图片,那么学习
复杂对象的组装与创建——建造者模式
建造者模式(Builder Pattern):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。
建造者模式是一种对象创建型模式。建造者模式一步一步地创建一个复杂的对象,它允许用户只通过指定复杂对象的类型和内容就可以构建它们,用户不需要知道内部的具体构建细节。
@startuml class Product { - partA - partB - partC } abstract class Builder { + buildPartA() + buildPartB() + buildPartC() + getResult(): Product } class Director { - builder + construct() } note left of Director::"construct()" builder.buildPartA(); builder.buildPartB(); builder.buildPartC() return builder.getResult(); end note Director *-> Builder: 指挥者跟builder属于组合关系 class concreteBuilder extends Builder { + buildPartA() + buildPartB() + buildPartC() + getResult(): Product } concreteBuilder .left..> Product : 具体建造者生产对象 @enduml
在建造者模式结构中包含以下4个角色。
(1)Builder(抽象建造者):它为创建一个产品Product对象的各个部件指定抽象接口。在该接口中一般声明两类方法:一类方法是 buildPartX(),用于创建复杂对象的各个部件;另一类方法是 getResult(),用于返回复杂对象。Builder既可以是抽象类,也可以是接口。
(2)ConcreteBuilder(具体建造者):它实现了Builder接口,实现各个部件的具体构造和装配方法,定义并明确其所创建的复杂对象,也可以提供一个方法返回创建好的复杂产品对象。
(3)Product(产品角色):它是被构建的复杂对象,包含多个组成部件。具体建造者创建该产品的内部表示并定义其装配过程。
(4)Director(指挥者):指挥者又称为导演类,它负责安排复杂对象的建造次序。指挥者与抽象建造者之间存在关联关系,可以在其 construct() 建造方法中调用建造者对象的部件构造与装配方法,完成复杂对象的建造。客户端一般只需要与指挥者进行交互,在客户端确定具体建造者的类型,并实例化具体建造者对象(也可以通过配置文件和反射机制),然后通过指挥者类的构造函数或者Setter方法将该对象传入指挥者类中。
代码简单实现
package create; // 使用示例 public class BuilderDemo { public static void main(String[] args) { Car car = new CarBuilder() .setBrand("Toyota") .setModel("Camry") .setYear(2022) .setHorsepower(203) .build(); System.out.println(car); } } // 产品类 class Car { private final String brand; private final String model; private final int year; private final int horsepower; public Car(String brand, String model, int year, int horsepower) { this.brand = brand; this.model = model; this.year = year; this.horsepower = horsepower; } // Getters // ... @Override public String toString() { return "Car [brand=" + brand + ", model=" + model + ", year=" + year + ", horsepower=" + horsepower + "]"; } } // 建造者类 class CarBuilder { private String brand; private String model; private Integer year; private Integer horsepower; public CarBuilder setBrand(String brand) { this.brand = brand; return this; } public CarBuilder setModel(String model) { this.model = model; return this; } public CarBuilder setYear(int year) { this.year = year; return this; } public CarBuilder setHorsepower(int horsepower) { this.horsepower = horsepower; return this; } public Car build() { if (brand == null || model == null || year == null || horsepower == null) { throw new RuntimeException("没有完全建造产品"); } return new Car(brand, model, year, horsepower); } }
建造者模式总结
建造者模式的主要优点如下:
(1)在建造者模式中,客户端不必知道产品内部组成的细节,将产品本身与产品的创建过程解耦,使得相同的创建过程可以创建不同的产品对象。
(2)每个具体建造者都相对独立,而与其他具体建造者无关。因此,可以很方便地替换具体建造者或增加新的具体建造者,用户使用不同的具体建造者即可得到不同的产品对象。由于指挥者类针对抽象建造者编程,增加新的具体建造者无须修改原有类库的代码,系统扩展方便,符合开闭原则。
(3)可以更加精细地控制产品的创建过程。将复杂产品的创建步骤分解在不同的方法中,使得创建过程更加清晰,也更方便使用程序来控制创建过程。
建造者模式的主要缺点如下:
(1)建造者模式所创建的产品一般具有较多的共同点,其组成部分相似。如果产品之间的差异性很大,例如很多组成部分都不相同,就不适合使用建造者模式,因此其使用范围受到一定的限制。
(2)如果产品的内部结构复杂且多变,可能会需要定义很多具体建造者类来实现这种变化,这就导致系统变得很庞大,增加系统的理解难度和运行成本。
适用场景
在以下情况下可以考虑使用建造者模式:
(1)需要生成的产品对象有复杂的内部结构,这些产品对象通常包含多个成员变量。
(2)需要生成的产品对象的属性相互依赖,需要指定其生成顺序。
(3)对象的创建过程独立于创建该对象的类。在建造者模式中通过引入指挥者类,将创建过程封装在指挥者类中,而不在建造者类和客户类中。
(4)隔离复杂对象的创建和使用,并使得相同的创建过程可以创建不同的产品。
🚀 作者简介:作为某云服务提供商的后端开发人员,我将在这里与大家简要分享一些实用的开发小技巧。在我的职业生涯中积累了丰富的经验,希望能通过这个博客与大家交流、学习和成长。技术栈:Java、PHP、Python、Vue、React