盖房项目需求
- 需要建房子:这一过程为打桩、砌墙、封顶。
- 房子有各种各样的,比如普通房、别墅等,各种房子的建造过程虽然一样,但是要求是不相同的。 普通方案
public abstract class AbstractHouse {
public abstract void buildBasic();
public abstract void buildWall();
public abstract void roofed();
public void build() {
buildBasic();
buildWall();
roofed();
}
}
public class CommonHouse extends AbstractHouse {
@Override
public void buildBasic() {
System.out.println("普通房子打地基");
}
@Override
public void buildWall() {
System.out.println("普通房子砌墙");
}
@Override
public void roofed() {
System.out.println("普通房子封顶");
}
}
public class HouseBuildTest {
public static void main(String[] args) {
CommonHouse commonHouse = new CommonHouse();
commonHouse.build();
VillaHouse villaHouse = new VillaHouse();
villaHouse.build();
}
}
普通方案分析
- 优点是简单易理解,但是设计的程序结构,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:建造房子)封装在一起,耦合性增强了
- 解决方案:将产品和产品建造过程解耦=>建造者模式。
建造者模式简介
- 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,使这个抽象过程的不同实现方式可以构造出不同表现(属性)的对象。
- 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
- Product(产品角色):一个具体的产品对象
- 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。
- ConcreteBuilder(具体的建造者):实现接口,构建和装配各个部件。
- 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,它主要有两个用途,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。 建造者模式原理类图
用建造者模式优化盖房需求
@Data
public class House {
/**
* 地基深度
*/
private float basicLength;
/**
* 墙的厚度
*/
private float wallThickness;
/**
* 屋顶类型
*/
private String roofType;
@Override
public String toString() {
return "House{" +
"basicLength=" + basicLength +
", wallThickness=" + wallThickness +
", roofType='" + roofType + ''' +
'}';
}
}
public abstract class HouseBuilder {
protected House house = new House();
public abstract void buildBasic();
public abstract void buildWalls();
public abstract void roofed();
public House getResult() {
return house;
}
}
public class CommonHouseBuilder extends HouseBuilder {
@Override
public void buildBasic() {
house.setBasicLength(5);
}
@Override
public void buildWalls() {
house.setWallThickness(6);
}
@Override
public void roofed() {
house.setRoofType("普通封顶");
}
}
public class HouseDirector {
private HouseBuilder houseBuilder;
public HouseDirector(HouseBuilder houseBuilder) {
this.houseBuilder = houseBuilder;
}
public House build() {
houseBuilder.buildBasic();
houseBuilder.buildWalls();
houseBuilder.roofed();
return houseBuilder.getResult();
}
}
public class HouseBuilderClient {
public static void main(String[] args) {
House commonHouse = new HouseDirector(new CommonHouseBuilder()).build();
House villaHouse = new HouseDirector(new VillaHouseBuilder()).build();
System.out.println("普通房子:" + commonHouse);
System.out.println("别墅:" + villaHouse);
}
}
建造者模式在JDK源码中的应用
JDK中java.lang.StringBuilder就使用了建造者模式,代码说明 Appendable类定义了多个append()(抽象方法),即Appendable为抽象建造者。 AbstractStringBuilder实现了Appendable接口方法,这里的AbstractStringBuilder已经是建造者,只是不能实例化。 StringBuilder即充当了指挥者的角色,同时充当了具体的建造者,建造方法的实现有AbstractStringBuilder完成,而StringBuilder继承了AbstractStringBuilder。
建造者模式的注意事项和细节
- 客户端不必知道产品内部组成的细节,将产品本身和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。
- 每一个具体建造者都相对独立,而与气体的具体建造者无关,因此可以很方便地替换具体建造者或增加具体的建造者,用户使用不同的具体建造者即可得到不同的产品对象。
- 可以更加精细地控制产品的创建过程,将负责产品的创建步骤分解到不同的方法中,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。
- 增加新的具体的创造者无须修改原有类的代码,指挥者针对抽象建造者类编程,系统扩展方便,符合ocp原则。
- 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较大,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。
- 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,因此这种情况下,要考虑是否选择建造者模式。
- 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。