Java设计模式:建造者模式

140 阅读5分钟

盖房项目需求

1) 需要建房子:这一过程为打桩、砌墙、封顶;
2) 房子有各种各样的,比如普通房,高楼,别墅,各种房子的过程虽然一样,但是要求不要相同的;
3) 请编写程序,完成需求。

传统方式解决盖房需求 

代码演示:

public abstract class AbstractHouse {
//    打地基
    public abstract void buildBasic();
//    砌墙
    public abstract void buildWalls();
//    封顶
    public abstract void roofed();
    public void build(){
        buildBasic();
        buildWalls();
        roofed();
    }
}

public class CommonHouse extends AbstractHouse {
    @Override
    public void buildBasic() {
        System.out.println("普通房子打地基");
    }
    @Override
    public void buildWalls() {
        System.out.println("普通房子砌墙");
    }
    @Override
    public void roofed() {
        System.out.println("普通房子封顶");
    }
}

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        CommonHouse commonHouse = new CommonHouse();
        commonHouse.build();
    }
}

传统方式解决盖房需求问题分析

1) 优点是比较好理解,简单易操作。
2) 设计的程序结构,过于简单,没有设计缓存层对象,程序的扩展和维护不好. 也就是说,这种设计方案,把产品(即:房子) 和 创建产品的过程(即:建房子流程) 封装在一起,耦合性增强了。
3) 解决方案:将产品和产品建造过程解耦 => 建造者模式.

建造者模式

基本介绍

1) 建造者模式(Builder Pattern) 又叫生成器模式,是一种对象构建模式。它可以将复杂对象的建造过程抽象出来(抽象类别),使这个抽象过程的不同实现方法可以构造出不同表现(属性)的对象。
2) 建造者模式 是一步一步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。

建造者模式的四个角色

1) Product(产品角色): 一个具体的产品对象。
2) Builder(抽象建造者): 创建一个Product对象的各个部件指定的 接口/抽象类。
3) ConcreteBuilder(具体建造者): 实现接口,构建和装配各个部件。
4) Director(指挥者): 构建一个使用Builder接口的对象。它主要是用于创建一个复杂的对象。它主要有两个作用,一是:隔离了客户与对象的生产过程,二是:负责控制产品对象的生产过程。

建造者模式解决盖房需求

代码演示:

public class House {//这里省略了构造器以及getter和setter方法
    private String basic;
    private String wall;
    private String roofed;
}

public abstract class HouseBuilder {//抽象的建造者
    protected House house = new House();

//    将建造者的流程写好,抽象的方法
    public abstract void buildBasic();
    public abstract void buildWalls();
    public abstract void roofed();
    public House buildHouse(){        return house;    }}

public class CommonHouse extends HouseBuilder {
    @Override
    public void buildBasic() {
        house.setBasic("普通房子打地基5米");
        System.out.println(house.getBasic());
    }
    @Override
    public void buildWalls() {
        house.setWall("普通房子砌墙10米");
        System.out.println(house.getWall());
    }
    @Override
    public void roofed() {
        house.setRoofed("普通房子屋顶");
        System.out.println(house.getRoofed());
    }
}

public class HighBuilding extends HouseBuilder{//指挥者,这里去指定制作流程,返回产品
    @Override
    public void buildBasic() {
        house.setBasic("高楼的打地基100米");
        System.out.println(house.getBasic());
    }
    @Override
    public void buildWalls() {
        house.setWall("高楼的砌墙20米");
        System.out.println(house.getWall());
    }
    @Override
    public void roofed() {
        house.setRoofed("高楼的透明的屋顶");
        System.out.println(house.getRoofed());
    }
}

public class HouseDirector {
    HouseBuilder houseBuilder = null;
//    构造器传入houseBuilder
    public HouseDirector(HouseBuilder houseBuilder) {
        this.houseBuilder = houseBuilder;
    }
    public HouseDirector() {    }

//    通过setter 传入 houseBuilder
    public void setHouseBuilder(HouseBuilder houseBuilder) {
        this.houseBuilder = houseBuilder;
    }
//    如何处理建造房子的流程,交给指挥者
    public House constructHouse(){
        houseBuilder.buildBasic();
        houseBuilder.buildWalls();
        houseBuilder.roofed();
        return houseBuilder.buildHouse();
    }
}

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
//        盖普通的房子
        CommonHouse commonHouse = new CommonHouse();
//        准备创建房子的指挥者
        HouseDirector houseDirector = new HouseDirector(commonHouse);
//        完成盖房子,返回产品(普通房子)
        House house = houseDirector.constructHouse();
//        盖高楼
        HighBuilding highBuilding = new HighBuilding();
//        重置建造者
        houseDirector.setHouseBuilder(highBuilding);
//        完成盖房子,返回产品(高楼)
        houseDirector.constructHouse();
    }
}

建造者模式的注意事项和细节 

1) 客户端(使用程序)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) 每一个具体建造者都相对独立,而与其他的具体建造者无关,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;
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;
4) 增加新的具体建造者无须修改原有类库的代码,指挥者类针对抽象建造者类编程,系统扩展方便,符合 “开闭原则”;
5) 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,则不适合使用建造者模式,因此其使用范围受到一定的限制;
6) 如果产品的内部变化复杂,可能会导致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,因此在这种情况下,要考虑是否选择建造者模式;
7) 抽象工厂模式VS建造者模式
       抽象工厂模式实现对产品家族的创建,一个产品家族是这样的一系列产品:具有不同分类维度的产品组合,采用抽象工厂模式不需要关心构建过程,只关心什么产品由什么工厂生产即可。而建造者模式则是要求按照指定的蓝图建造产品,它的主要目的是通过组装零配件而产生一个新产品。

注:本文章大量借鉴尚硅谷公开视频资料的内容,如有不妥之处立即删除。对文章有不懂的地方,可以直接去尚硅谷的官方网站学习。