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【设计模式】-创建型模式-第2章第3讲-【建造者模式】

news 来源：原创 2024/5/8 12:57:29

场景需求

1、建造者模式中包含以下4个类

2、实际代码示例

2.1、具体产品（Product）类

2.2、抽象建造者（Builder ）

2.3、具体建造者（ConcreteBuilder ）

2.4、指挥者（Director）

3、简化的建造者模式

4、拥有方法链的匿名建造者

4.1、这种情况下，使用我们的建造者模式避免这种情况是个不错的实践。

4.2、JDK源码中典型的应用场景

5、建造者模式的优缺点

5.1、优点

5.2、缺点

场景需求

墨菲定律中提道：任何事都没有表面看起来的那么简单。无论在现实生活中还是在代码世界中，都存在一些复杂的对象，他们由多个部分组成，每个部分各具功能，协同运作。比如手机包含摄像头、CPU、电池等各种零部件。对于大部分用户而言，无须知道部件之间的组装细节，也几乎不会单独使用某个零部件，而是使用一部完整的手机。如果需要详细关注一个产品部件的生产、安装步骤，可以选择建造者模式对其进行设计与描述，将部件和其组装过程分开，分步创建一个复杂的对象。由于组装部件的过程复杂，因此，装配过程被分离到一个称作建造者的对象里，建造者返回给上层一个完整产品，而无需关心该产品的构建细节，这就是建造者模式的核心思想。

建造者模式（Builder Pattern）也叫做生成器模式。

将复杂对象的构建与表示分离，同构建过程，创建不同表示。隐藏复杂对象创建过程，并把这个过程加以抽象（通过子类继承或者重载的方式，动态的创建具有复合属性的对象）。

1、建造者模式中包含以下4个类

1）Product （产品类）：需要为其构建对象的类，是具有不同表现形式的复杂或复合对象。

2）Builder （抽象建造者类）：用于声明构建产品类的组成部分的抽象类或接口。它的作用是仅公开构建产品类的功能，隐藏产品类的其他功能；将产品类与构建产品类的更高级的类分离开。

3）ConcreteBuilder（具体建造者类）：用于实现抽象建造者类接口中声明的方法。除此之外，它还通过 getResult 方法返回构建好的产品类。

4）Director（导演类）：用于指导如何构建对象的类。在建造者模式的某些变体中，导演类已被移除，其角色被客户端或抽象建造者类所代替。

建造者模式通用类图如下图1-1：

图 1-1

2、实际代码示例

这里我就从4个角色的具体代码示例，直观的去看看建造者模式的实现方式。

2.1、具体产品（Product）类

Product 产品类，一般是多个部件组成的复杂对象，由具体建造者来创建其各个零部件。

通用代码如下：

package com.zhaoyanfei.designpattern.buliderpattern;

/**
 * 具体产品类（可以是一个复杂对象）
 * @author zhaoYanFei
 *
 */
public class Product {

	
	
	public void doSomething() {
		System.out.println("doSomething is done.");
	}
}

2.2、抽象建造者（Builder ）

Builder 抽象建造者，包含创建产品各个子部件的抽象方法以及返回复杂产品的方法。

通用代码如下：

package com.zhaoyanfei.designpattern.buliderpattern;
/**
 * 抽象建造者
 * @author zhaoYanFei
 *
 */
public abstract class Builder {

	/**
	 * 设置不同的模块组装产品
	 */
	public abstract void setPart();
	/**
	 * 构建产品
	 * @return
	 */
	public abstract Product builderProduct();
	
}

2.3、具体建造者（ConcreteBuilder ）

ConcreteBuilder 具体建造者，实现抽象 Builder 定义的所有方法，并且返回一个装配好的对象。

通用代码如下：

package com.zhaoyanfei.designpattern.buliderpattern;
/**
 * 具体建造者
 * @author zhaoYanFei
 *
 */
public class ConcreteBuilder extends Builder {

	private Product product = new Product();
	
	@Override
	public void setPart() {
		// TODO 完成产品的组装逻辑，包括组装顺序，不同方法的组合等等

	}

	@Override
	public Product builderProduct() {
		// TODO Auto-generated method stub
		//返回创建好的实体类
		return product;
	}

}

2.4、指挥者（Director）

Director 指挥者，负责安排已有模块的顺序，然后调用 Builder 建造产品。

通用代码如下：

package com.zhaoyanfei.designpattern.buliderpattern;
/**
 * 导演类，也叫指挥者，负责调度产品构建的方法
 * @author zhaoYanFei
 *
 */
public class Director {

	/**
	 * 不同的产品由不同的方法实现
	 * @return
	 */
	public Product getProduct(){
		ConcreteBuilder concreteBuilder = new ConcreteBuilder();
		concreteBuilder.setPart();
		return concreteBuilder.builderProduct();
	}
}

3、简化的建造者模式

在建造者模式的某些实现方式中可以移除导演类。比如导演类的封装逻辑很简单，这种情况下，可以不需要导演类。简化的类图构建者模式如下图3-1：

图 3-1

这里可以看到我们只是将导演类中实现的代码移动到了客户端，但是当抽象基类和产品类太过复杂，或者需要使用建造者类从数据流中构建对象时，我们不建议这样简化修改。

4、拥有方法链的匿名建造者

构建来自相同类，但是具有不同表现形式的对象的最直接方法就是利用 Java 的多态，构建多个不同入参的构造函数，按照不同的场景进行不同的实例化操作。

4.1、这种情况下，使用我们的建造者模式避免这种情况是个不错的实践。

在《Effective Java》一书中，Joshua Bloch 建议使用内部建造者类和方法链来代替多个构造函数。

方法链是指通过特定方法返回当前对象（this）的一种技术。通过这种技术，可以以链的形式调用方法。

注：方法链的一个限制是，只能用在不需要返回其他值的方法上，因为你需要返回 self 对象。

@Override
    public Builder setPart() {
        // TODO 完成产品的组装逻辑，包括组装顺序，不同方法的组合等等
        product.setAge(20);
        return this;
    }

4.2、JDK源码中典型的应用场景

StringBuilder 继承了 AbstractStringBuilder 类

而 AbstractStringBuilder 实现了 Appendable 接口

可以看到 Appendable 中声明了三个追加的方法。


package java.lang;

import java.io.IOException;

/**
 * @since 1.5
 */
public interface Appendable {

 
    Appendable append(CharSequence csq) throws IOException;

   
    Appendable append(CharSequence csq, int start, int end) throws IOException;

    
    Appendable append(char c) throws IOException;
}

StringBuilder 中实现的 append 方法：

public final class StringBuilder
    extends AbstractStringBuilder
    implements java.io.Serializable, CharSequence
{
    @Override
    public StringBuilder append(String str) {
        super.append(str);
        return this;
    }
}