建立型模式-建造者模式(复杂对象的组装与建立)

目录

• 1. 定义
• 2. 结构
• 3. 代码实现
• 4. 省略Director与钩子方法
• 5. 优缺点
• 6. 适用场景
• 7. 我的理解
• 参考

1. 定义

建造者模式(Builder Pattern)：将一个复杂对象的构建与它的表示分离，使得一样的构建过程能够建立不一样的表示。建造者模式是一种对象建立型模式。

2. 结构

建造者模式一步一步建立一个复杂的对象，它容许用户只经过指定复杂对象的类型和内容就能够构建它们，用户不须要知道内部的具体构建细节。建造者模式结构如图所示：

在建造者模式结构图中包含以下几个角色：

• Builder（抽象建造者）：它为建立一个产品Product对象的各个部件指定抽象接口，在该接口中通常声明两类方法，一类方法是buildPartX()，它们用于建立复杂对象的各个部件；另外一类方法是getResult()，它们用于返回复杂对象。Builder既能够是抽象类，也能够是接口。
• 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，定义并明确它所建立的复杂对象，也能够提供一个方法返回建立好的复杂产品对象。
• Product（产品角色）：它是被构建的复杂对象，包含多个组成部件，具体建造者建立该产品的内部表示并定义它的装配过程。
• 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，能够在其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。客户端通常只须要与指挥者进行交互，在客户端肯定具体建造者的类型，并实例化具体建造者对象（也能够经过配置文件和反射机制），而后经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。

3. 代码实现

Product

public class Product {

    private String partA;

    private String partB;

    private String partC;

    public String getPartA() {
        return partA;
    }

    public void setPartA(String partA) {
        this.partA = partA;
    }

    public String getPartB() {
        return partB;
    }

    public void setPartB(String partB) {
        this.partB = partB;
    }

    public String getPartC() {
        return partC;
    }

    public void setPartC(String partC) {
        this.partC = partC;
    }
    
    @Override
    public String toString() {
        return "Product{" + "partA='" + partA + '\'' + ", partB='" + partB + '\'' + ", partC='" + partC + '\'' + '}';
    }
}

Builder

public abstract class Builder {

    protected Product product = new Product();

    public abstract void buildPartA();

    public abstract void buildPartB();

    public abstract void buildPartC();

    public Product getResult() {
        return product;
    }
}

ConcreteBuilder

public class ConcreteBuilder extends Builder {

    @Override
    public void buildPartA() {
        product.setPartA("hahaA");
    }

    @Override
    public void buildPartB() {
        product.setPartB("hahaB");
    }

    @Override
    public void buildPartC() {
        product.setPartC("hahaC");
    }
}

Director

public class Director {

    private Builder builder;

    public Director(Builder builder) {
        this.builder = builder;
    }

    public Product construct() {
        builder.buildPartA();
        builder.buildPartB();
        builder.buildPartC();
        return builder.getResult();
    }
}

Test

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        Builder builder = new ConcreteBuilder();
        Director director = new Director(builder);
        Product product = director.construct();
        System.out.println(product);
    }
}

//Product{partA='hahaA', partB='hahaB', partC='hahaC'}

在建造者模式中，客户端只需实例化指挥者类，指挥者类针对抽象建造者编程，客户端根据须要传入具体的建造者类型(可根据配置文件得到)，指挥者将指导具体建造者一步一步构造一个完整的产品（逐步调用具体建造者的buildX()方法），相同的构造过程能够建立彻底不一样的产品。在游戏角色实例中，若是须要更换角色，只须要修改配置文件，更换具体角色建造者类便可；若是须要增长新角色，能够增长一个新的具体角色建造者类做为抽象角色建造者的子类，再修改配置文件便可，原有代码无须修改，彻底符合“开闭原则”。

4. 省略Director与钩子方法

1 省略Director,直接将Director中的construct方法放入Builer中

public abstract class Builder {

    protected Product product = new Product();

    public abstract void buildPartA();

    public abstract void buildPartB();

    public abstract void buildPartC();

    public Product createProduct() {
        return product;
    }

    public Product construct() {
        this.buildPartA();
        this.buildPartB();
        this.buildPartC();
        return product;
    }
}


...
Builder builder = new ConcreteBuilder();
Product product=builder.construct();
...

2 添加钩子方法来控制是否对某个buildX()进行调用

抽象类中给一个默认的钩子方法

public abstract class Builder {

    protected Product product = new Product();

    public abstract void buildPartA();

    public abstract void buildPartB();

    public abstract void buildPartC();

    public Product createProduct() {
        return product;
    }
    //钩子方法
    public boolean isCNeed(){
        return false;
    }

具体类中重写钩子方法

public class ConcreteBuilder extends Builder {
    ...
    
    @Override
    public boolean isCNeed() {
         return true;
    }
}

控制器根据钩子方法来判断某一个buildX()是否执行

public class Director {

    private Builder builder;

    public Director(Builder builder) {
        this.builder = builder;
    }

    public Product construct() {
        builder.buildPartA();
        builder.buildPartB();
        if(builder.isCNeed()){
            builder.buildPartC();
        }
        builder.buildPartC();
        return builder.createProduct();
    }
}

5. 优缺点

• 优势

1. 产品的自己与产品的建立解耦，相同的建立过程能够建立不一样的对象。
2. 每个具体建造者都相对独立，而与其余的具体建造者无关，所以能够很方便地替换具体建造者或增长新的具体建造者，符合“开闭原则”。
3. 能够更加精细地控制产品的建立过程。

• 缺点

1. 建造者模式所建立的产品通常具备较多的共同点，其组成部分类似，若是产品之间的差别性很大，例如不少组成部分都不相同，不适合使用建造者模式，所以其使用范围受到必定的限制。
2. 若是产品的内部变化复杂，可能会致使须要定义不少具体建造者类来实现这种变化，致使系统变得很庞大，增长系统的理解难度和运行成本。

6. 适用场景

1. 须要生成的产品对象有复杂的内部结构，这些产品对象一般包含多个成员属性。
2. 须要生成的产品对象的属性相互依赖，须要指定其生成顺序。
3. 对象的建立过程独立于建立该对象的类。在建造者模式中经过引入了指挥者类，将建立过程封装在指挥者类中，而不在建造者类和客户类中。
4. 隔离复杂对象的建立和使用，并使得相同的建立过程能够建立不一样的产品。

7. 我的理解

将复杂对象的建立过程给封装了起来，同时将对象的建立过程与对象自己隔离开了，可以使用相同的建立过程来建立不一样的产品对象（提供不一样的Builder实现类便可）

参考

1. Java设计模式-刘伟