设计模式之建造者模式

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1.介绍

基本介绍

1)建造者模式又叫生成器模式,是一种对象构建模式。它可以将复杂对象的构造过程抽象出来(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

四个角色

1)Product(产品角色):一个需要被具体创建的产品对象 2)Builder(抽象建造者):创建一个产品(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)Diector(指挥者):构建一个使用Builder接口的对象。它主要用于创建一个复杂的对象,主要作用:1.隔离客户与对象的生产过程;2:负责控制产品对象的生产过程

2.实例

实例需求

  • 需要建房子,建设过程为:打地基,造框架,砌墙,装修
  • 房子有不同类型的,比如:茅草屋、平房、别墅、高楼等,虽然各种类型房子建造的工程虽然不一样,但是房子的建设楼层是一样的

普通方法实现

  • AbstractHouse 抽象房子类,封装房子的建造步骤
    public abstract class AbstractHouse {
        //打地基
        abstract void buildBasic();
        //造框架
        abstract void buildFramework();
        //砌墙
        abstract void buildWall();
        //装修
        abstract void buildDecoration();
    
        /**
         * 造房子
         */
        public void  build(){
            buildBasic();
            buildFramework();
            buildWall();
            buildDecoration();
        }
    }
    
  • VillaHouse 别墅房子的建造
    public class VillaHouse extends AbstractHouse {
        @Override
        void buildBasic() {
            System.out.println("别墅打地基");
        }
    
        @Override
        void buildFramework() {
            System.out.println("别墅造框架");
        }
    
        @Override
        void buildWall() {
            System.out.println("别墅砌墙");
        }
    
        @Override
        void buildDecoration() {
            System.out.println("别墅装修");
        }
    }
    
  • Client
    public class Client {
        public static void main(String[] args) {
            AbstractHouse house =new VillaHouse();
            house.build();
        }
    }
    
    别墅打地基
    别墅造框架
    别墅砌墙
    别墅装修
    

普通方法实现需求问题分析

  • 优点:比较好理解,简单易操作
  • 设计的程序结构过于简单,没用设计缓存层对象,程序的扩展和维护不好,也就是:这个方式把房子和建造房子的过程封装在一起,耦合性增强了
  • 解决方案:将房子和房子的建造过程解耦

建造者模式代码实现

  • House 产品角色
    public class House {
        private String basic;
    
        private String framework;
    
        private String wall;
    
        private String decoration;
    }
    
  • HouseBuilder 抽象建造者
    public abstract class HouseBuilder {
    
        protected House house = new House();
    
        //打地基
        abstract void buildBasic();
        //造框架
        abstract void buildFramework();
        //砌墙
        abstract void buildWall();
        //装修
        abstract void buildDecoration();
    
        /**
         * 返回构造好的产品
         *
         * @return
         */
        public House build() {
            return house;
        }
    }
    
  • VillaHouse 具体建造者
    public class VillaHouse extends HouseBuilder {
        @Override
        void buildBasic() {
            System.out.println("别墅打地基");
        }
    
        @Override
        void buildFramework() {
            System.out.println("别墅造框架");
        }
    
        @Override
        void buildWall() {
            System.out.println("别墅砌墙");
        }
    
        @Override
        void buildDecoration() {
            System.out.println("别墅装修");
        }
    }
    
  • HouseDiector 指挥者
    public class HouseDiector {
    
        HouseBuilder houseBuilder;
    
        public HouseDiector(HouseBuilder houseBuilder) {
            this.houseBuilder = houseBuilder;
        }
    
        public void setHouseBuilder(HouseBuilder houseBuilder) {
            this.houseBuilder = houseBuilder;
        }
    
        public House createHosue() {
            houseBuilder.buildBasic();
            houseBuilder.buildFramework();
            houseBuilder.buildWall();
            houseBuilder.buildDecoration();
            return houseBuilder.build();
        }
    }
    
  • Client 客户端
    public class Client {
        public static void main(String[] args) {
            //盖别墅房子
            VillaHouse villaHouse = new VillaHouse();
            //准备盖房子的建造者
            HouseDiector houseDiector = new HouseDiector(villaHouse);
            //完成盖房子,返回房子
            House hosue = houseDiector.createHosue();
        }
    }	
    
    建造者模式在JDK中典型的代表用法:StringBuilder 类,lombok中的@Builder注解

3.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地具体建造者,用户使用不同地具体建造者即可得到不同地产品对象 3)可以更加精细地控制产品地创建过程。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需修改原有类库的代码,指挥者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,需要考虑是否选择建造者模式