建造者模式

盖房子项目需求

  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,但是要求是不同的。

需求分析(类图)

传统方式解决

package com.atguigu.builder;

public abstract class AbstractHouse {

    // 打地基
    abstract void buildBasic();

    // 砌墙
    abstract void buildWall();

    // 封顶
    abstract void roofed();

    public void build(){
        buildBasic();
        buildWall();
        roofed();
    }
}
AbstractHouse
package com.atguigu.builder;

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

    @Override
    void buildWall() {
        System.out.println("普通房子 砌墙");
    }

    @Override
    void roofed() {
        System.out.println("普通房子 封顶");
    }
}
CommonHouse
package com.atguigu.builder;

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

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(Builder Pattern)

基本介绍

  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。

  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。

建造者模式原理类图

建造者模式解决盖房需求应用实例

  1)需要建房子:这一过程为打桩、砌墙、封顶。不管是普通房子也好,别墅也好都 需要经历这些过程,下面我们使用建造者模式(Builder Pattern)来完成

  2)思路分析图解(类图)

  

  3)代码实现

package com.atguigu.builder.improve;

/**
 * 产品 => product
 */
public class House {

    private String basic;
    private String wall;
    private String roofed;

    public String getBasic() {
        return basic;
    }

    public void setBasic(String basic) {
        this.basic = basic;
    }

    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;
    }
}
House
package com.atguigu.builder.improve;

/**
 * 抽象的建造者
 */
public abstract class HouseBuilder {

    protected House house = new House();

    // 将建造的流程写好,抽象的方法
    abstract void builderBasic();
    abstract void builderWall();
    abstract void roofed();

    // 建造房子,将产品(房子)返回
    public House buildHouse(){
        return house;
    }
}
HouseBuilder
package com.atguigu.builder.improve;

public class CommonHouse extends HouseBuilder {
    @Override
    void builderBasic() {
        System.out.println("普通房子打地基5m");
    }

    @Override
    void builderWall() {
        System.out.println("普通房子砌墙10cm");
    }

    @Override
    void roofed() {
        System.out.println("普通房子封顶");
    }
}
CommonHouse
package com.atguigu.builder.improve;

public class HighBuilding extends HouseBuilder {
    @Override
    void builderBasic() {
        System.out.println("高楼打地基100m");
    }

    @Override
    void builderWall() {
        System.out.println("高楼砌墙20cm");
    }

    @Override
    void roofed() {
        System.out.println("高楼的透明屋顶");
    }
}
HighBuilding
package com.atguigu.builder.improve;

// 指挥者,去指定制作流程,返回产品
public class HouseDirector {

    HouseBuilder houseBuilder = null;

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

    // 通过 setter 方法传入 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.builderBasic();
        houseBuilder.builderWall();
        houseBuilder.roofed();
        return houseBuilder.buildHouse();
    }
}
HouseDirector
package com.atguigu.builder.improve;

public class Client {
    public static void main(String[] args) {

        System.out.println("输出流程");
        // 盖普通房子
        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();

        System.out.println("---------------------------------------");

        // 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();
    }
}
Client

House:房子的实体类

HouseBuilder:抽象的建造者

CommonHouse:普通房子,继承 HouseBuilder,实现其中建造的方法

HighBuilding:高楼,继承 HouseBuilder,实现其中建造的方法

HouseDirector:指挥者,去指定制作流程,返回产品

Client:客户端,测试 

建造者模式在 JDK 的源码分析

java.lang.StringBuilder 中的建造者模式

 

源码中建造者模式

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 接口的方法,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我们的 AbstractStringBuilder 完成,而 StringBuilder 继承了 AbstractStringBuilder

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,共组成部分相似,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。

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。

原文地址:https://www.cnblogs.com/zhaye/p/11245635.html