主要讲解建造者builder模式和实际应用的场景,基于java。
前言
讲解这个模式前,我先吐槽一下,我一开始是通过菜鸟教程了解这个设计模式,但是我发现,里面完全照本宣科!看得我一头雾水!!看完后我居然还是不知道怎么使用!!!我看设计模式,是为了想应用到具体的场景,不信大家可以去到菜鸟教程上看,然后我的例子中,也会展示菜鸟教程中的示例。
我们先看一下建造者builder的解释:
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。
但是看完这个定义,并没有什么卵用,你依然不知道什么是Builder设计模式。在此个人的态度是学习设计模式这种东西,不要过度在意其定义,定义往往是比较抽象的,学习它最好的例子就是通过样例代码。
最low方法
我们通过一个例子来引出Builder模式。我们需要通过builder模式构建企鹅对象penguin,企鹅有很多属性,比如姓名、年龄、性别和身高,该类的定义如下:
public class penguin { private String name; private Integer age; private String sex; private Integer heignt; public void setName(String name) { this.name = name; } public void setAge(Integer age) { this.age = age; }; public void setSex(String sex) { this.sex = sex; } public void setHeignt(Integer heignt) { this.heignt = heignt; }; public void print() { String str = "name:" + name; str += (age == null) ? "" : ",age:" + age; str += (sex == null) ? "" : ",sex:" + sex; str += (heignt == null) ? "" : ",age:" + heignt; System.out.println(str); } }
为了构建不同属性特性的企鹅,我们通常会这么写构造器:
public penguin(String name) { this.name = name; } public penguin(String name, Integer age) { this.name = name; this.age = age; } public penguin(String name, Integer age, String sex) { this.name = name; this.age = age; this.sex = sex; } public penguin(String name, Integer age, String sex, Integer heignt) { this.name = name; this.age = age; this.sex = sex; this.heignt = heignt; }
然后开始去初始化自己想要的企鹅对象:
public static void main(String[] args) { penguin penguin1 = new penguin("楼仔"); penguin penguin2 = new penguin("楼仔", 18); penguin penguin3 = new penguin("楼仔", 18, "男"); penguin penguin4 = new penguin("楼仔", 18, "男", 180); penguin1.print(); penguin2.print(); penguin3.print(); penguin4.print(); }
输出结果为:
name:楼仔 name:楼仔,age:18 name:楼仔,age:18,sex:男 name:楼仔,age:18,sex:男,age:180
这种方式比较常规,但是如果我只想初始化name和hight,你可能还需要再新增新的构造器,不过有的同学可能会说“我才不用构造器初始化对象,我可以用类提供的setxxx()来设置对应的属性值”,但是这种做法不会觉得很冗余么,每个属性都用setxxx()设置一下,如果有十几个属性值,你是不是要用setxxx()全部设置一遍呢?
这时候如果换一个角度,试试Builder模式,你会发现代码的可读性一下子就上去了。
builder模式
我们给penguin增加一个静态内部类penguinBuilder类,并修改penguin类的构造函数,代码如下:
public class penguin { private String name; private Integer age; private String sex; private Integer heignt; public void print() { String str = "name:" + name; str += (age == null) ? "" : ",age:" + age; str += (sex == null) ? "" : ",sex:" + sex; str += (heignt == null) ? "" : ",age:" + heignt; System.out.println(str); } public penguin(penguinBuilder builder) { this.age = builder.age; this.name = builder.name; this.sex = builder.sex; this.heignt = builder.heignt; } public static class penguinBuilder { private String name; private Integer age; private String sex; private Integer heignt; public penguinBuilder setName(String name) { this.name = name; return this; } public penguinBuilder setAge(Integer age) { this.age = age; return this; } public penguinBuilder setSex(String sex) { this.sex = sex; return this; } public penguinBuilder setHeignt(Integer heignt) { this.heignt = heignt; return this; } public penguin bulid() { return new penguin(this); } } }
这样,我们就不会被penguin类构造函数的各个入参搞得稀里糊涂了。此外penguinBuilder类中的成员函数返回penguinBuilder对象自身,让它支持链式调用,使代码可读性大大增强。于是我们就可以这样创建penguin类。
public static void main(String[] args) { penguin penguin1 = new penguin.penguinBuilder().setName("楼仔"). setSex("男"). setHeignt(170). setAge(18). bulid(); penguin penguin2 = new penguin.penguinBuilder().setName("楼仔"). setAge(18). bulid(); penguin1.print(); penguin2.print(); }
有没有觉得创建过程一下子就变得那么清晰了,对应的值是什么属性一目了然,可读性大大增强,输出如下:
name:楼仔,age:18,sex:男,age:170 name:楼仔,age:18
综上,我们总结一下build模式的要点:
- 定义一个静态内部类Builder,内部的成员变量和外部类一样;
- Builder类通过一系列的方法用于成员变量的赋值,并返回当前对象本身(this);
- Builder类提供一个外部类的创建方法(build、create……),该方法内部调用了外部类的一个私有构造函数,入参就是内部类Builder;
- 外部类提供一个私有构造函数供内部类调用,在该构造函数中完成成员变量的赋值,取值为Builder对象中对应的成变量的值。
吐槽的方法
这个其实是最标准的builder模式,也是菜鸟教程展示的示例,我的示例和他基本上异曲同工,我只是拿出来吐槽,不推荐大家使用,仅了解即可。
这个是菜鸟画的图,其实原理和上面讲的都一样,唯一的区别就是多了一个Director,这个Director是干啥用的呢,其实就是把组建对象的过程,都放到这里面实现,文字不好理解,我们直接看代码:
public class penguin { private String name; private Integer age; private String sex; private Integer heignt; public void setName(String name) { this.name = name; } public void setAge(Integer age) { this.age = age; }; public void setSex(String sex) { this.sex = sex; } public void setHeignt(Integer heignt) { this.heignt = heignt; }; public static class penguinBuilder { // 这里初始化penguin对象 private penguin m_penguin = new penguin(); public penguinBuilder setName(String name) { this.m_penguin.setName(name); return this; } public penguinBuilder setAge(Integer age) { this.m_penguin.setAge(age); return this; } public penguinBuilder setSex(String sex) { this.m_penguin.setSex(sex); return this; } public penguinBuilder setHeignt(Integer heignt) { this.m_penguin.setHeignt(heignt); return this; } public penguin bulid() { return this.m_penguin; } } }
下面就是标准builder的重点,多了Director:
public class director { penguin.penguinBuilder m_builder; public director(penguin.penguinBuilder build) { this.m_builder = build; } public penguin construct(String name, Integer age, String sex, Integer height) { return this.m_builder.setAge(age). setHeignt(height). setName(name). setSex(sex). bulid(); } }
所以这个Director其实就是将builder作为对象成员,然后通过builder在Director中去构造对象,示例只是构造方式的一种,你也可以通过你自己的方式,去定制化这个penguin的构造。所以你可以理解,标准的builder是把penguin的构造放入Director中,非标准的就是直接在builder中直接构造penguin对象。最后的使用姿势如下:
public static void main(String[] args) { penguin.penguinBuilder builder = new penguin.penguinBuilder(); director penguinDirector = new director(builder); penguin penguin1 = penguinDirector.construct("楼仔", 18,"男" , 170); penguin1.print(); }
这个就是菜鸟给我的示例,然后按照这种方式给我讲解builder模式,然后我居然还看到网上有同学,把这个模式按照菜鸟的讲解,自己实现了一遍,然后给大家讲解builder,如果大家对builder模式停留在这里,我敢肯定,下次代码需要重构时,你绝对不会想到用builder模式去优化你的代码。
相反,我直接通过非Director的方式实现builder模式,然后支持链式调用,这个才能真实解决我的问题。所以,设计模式不是死记硬背,引用同事告知的一句话:
不迷信设计模式,借鉴思想,好用最重要!
实际场景
这个很多场景都会使用,也就是当你需要初始化一个对象,但是对象里面有一堆成员变量,比如有10个左右,你如果给每个成员调用set方法去赋值,代码可读性就太差了,这时可以采用builder模式,让这些成员的赋值通过链式的方式去set值,然后通过bulider去生成一个完整的对象。
后记
之前看大牛用链式方式赋值成员变量,感觉很神奇,我相信我写完这篇文章之后,我以后也能很轻松写这种模式的代码。其实每写完一篇设计模式的文章,感觉收获很多,后面我还会把其它常用的设计模式写出来,总共预计写完8-10个常用的,我觉得就差不多了,也希望大家能跟着我,一起共同成长!