设计模式-建造者模式

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产生背景:假如我们需要建房子,这一过程为打桩、砌墙、封顶....

一.传统方式

1.类图

image.png

2.代码:

public abstract class AbstractHouse {

    public abstract void buildBasic();

    public abstract void buildWalls();

    public abstract void roofed();

    public void build() {
        buildBasic();
        buildWalls();
        roofed();
    }

}
public class CommonHouse extends AbstractHouse{
    @Override
    public void buildBasic() {
        System.out.println("打地基");
    }

    @Override
    public void buildWalls() {
        System.out.println("砌墙");
    }

    @Override
    public void roofed() {
        System.out.println("封顶");
    }
}
public static void main(String[] args) {
    CommonHouse commonHouse = new CommonHouse();
    commonHouse.build();
}

以上方式为我们传统方式实现一个功能的流程模式,存在问题如下:

  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。

    1. 解决方案:将产品和产品建造过程解耦 => 建造者模式.

二.建造者模式

定义: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。

1.类图

image.png

2.代码

//商品
public class House {
    private String baise;
    private String wall;
    private String roofed;

    public String getBaise() {
        return baise;
    }

    public void setBaise(String baise) {
        this.baise = baise;
    }

    public String getWall() {
        return wall;
    }

    public void setWall(String wall) {
        this.wall = wall;
    }

    public String getRoofed() {
        return roofed;
    }

    public void setRoofed(String roofed) {
        this.roofed = roofed;
    }
}
public abstract class HouseBuilder {

    //建造流程
    public abstract void buildBasic();
    public abstract void buildWalls();
    public abstract void roofed();

    //建造房子后返回
    public House buildHouse(House house) {
        return house;
    }

}
public class CommonHouse extends HouseBuilder{
    @Override
    public void buildBasic() {
        System.out.println("普通房子打地基3米");
    }

    @Override
    public void buildWalls() {
        System.out.println("普通房子高15米");
    }

    @Override
    public void roofed() {
        System.out.println("封顶30立方米");
    }
}
public class HighBuilding extends HouseBuilder{
    @Override
    public void buildBasic() {
        System.out.println("高层建造打地基20米");
    }

    @Override
    public void buildWalls() {
        System.out.println("高层建筑高150米");
    }

    @Override
    public void roofed() {
        System.out.println("高层建筑封顶60立方米");
    }
}
public static void main(String[] args) {
    House house = new House();
    HouseBuilder commonHouse = new CommonHouse();
    HouseDirector houseDirector = new HouseDirector();
    houseDirector.setHouseBuilder(commonHouse);
    House house1 = houseDirector.constructHouse(house);
    System.out.println("建好的房子:"+house1);



    HouseBuilder highBuilding = new HighBuilding();
    houseDirector.setHouseBuilder(highBuilding);
    House house2 = houseDirector.constructHouse(house);
    System.out.println("建好的房子:"+house2);
}

应用:

  • 建造者模式在JDK的应用和源码分析-StringBuilder

image.png

源码中建造者模式角色分析

Appendable 接口定义了多个append方法(抽象方法), 即Appendable 为抽象建 造者, 定义了抽象方法

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 即充当了指挥者角色,同时充当了具体的建造者,建造方法的 实现是由 AbstractStringBuilder 完成, 而StringBuilder 继承了 AbstractStringBuilder

总结:

  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