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Java Builder 模式,你搞明白了么?

2022年06月15日 设计模式 我要评论
builder 模式定义builder 模式中文叫作建造者模式,又叫生成器模式,它属于对象创建型模式,是将一个复杂对象的构建与它的表示分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示。建造者模式是一步一步创

builder 模式定义

builder 模式中文叫作建造者模式,又叫生成器模式,它属于对象创建型模式,是将一个复杂对象的构建与它的表示分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示。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。下图是建造者模式的通用类图:
建造者模式uml图
在建造者模式中,有如下4种角色:

  • product:产品角色
  • builder:抽象建造者,定义产品接口
  • concretebuilder:具体建造者,实现builder定义的接口,并且返回组装好的产品
  • director:指挥者,属于这里面的老大,你需要生产什么产品都直接找它。

建造者模式应用举例

家装

家装不管是精装还是简装,它的流程都相对固定,所以它适用于建造者模式。我们就以家装为例,一起来学习了解一下建造者模式。下图是家装建造者模式简单的 uml 图。

家装建造者模式简单的 uml 图

1、家装对象类

/**
 * 家装对象类
 */
public class house {
    // 买家电
    private string jiadian;

    // 买地板
    private string diban;
    // 买油漆
    private string youqi;

    public string getjiadian() {
        return jiadian;
    }

    public void setjiadian(string jiadian) {
        this.jiadian = jiadian;
    }

    public string getdiban() {
        return diban;
    }

    public void setdiban(string diban) {
        this.diban = diban;
    }

    public string getyouqi() {
        return youqi;
    }

    public void setyouqi(string youqi) {
        this.youqi = youqi;
    }

    @override
    public string tostring() {
        return "house{" +
                "jiadian='" + jiadian + '\'' +
                ", diban='" + diban + '\'' +
                ", youqi='" + youqi + '\'' +
                '}';
    }
}

2、抽象建造者 builder 类

/**
 * 抽象建造者
 */
public interface housebuilder {
    // 买家电
    void dojiadian();
    // 买地板
    void dodiban();
    // 买油漆
    void doyouqi();

    house gethouse();
}

3、具体建造者-简装建造者类

/**
 * 简装创建者
 */
public class jianzhuangbuilder implements housebuilder {

    private house house = new house();

    @override
    public void dojiadian() {
        house.setjiadian("简单家电就好");
    }

    @override
    public void dodiban() {
        house.setdiban("普通地板");
    }

    @override
    public void doyouqi() {
        house.setyouqi("污染较小的油漆就行");
    }

    @override
    public house gethouse() {
        return house;
    }
}

4、具体建造者-精装建造者类

/**
 * 精装创建者
 */
public class jingzhuangbuilder implements housebuilder {

    private house house = new house();

    @override
    public void dojiadian() {
        house.setjiadian("二话不说,最好的");
    }

    @override
    public void dodiban() {
        house.setdiban("二话不说,实木地板");
    }

    @override
    public void doyouqi() {
        house.setyouqi("二话不说,给我来0污染的");
    }

    @override
    public house gethouse() {
        return house;
    }
}

5、指挥官-家装公司类

/**
 * 家装公司,值需要告诉他精装还是简装
 */
public class housedirector {

    public house builder(housebuilder housebuilder){
        housebuilder.dodiban();
        housebuilder.dojiadian();
        housebuilder.doyouqi();
        return housebuilder.gethouse();
    }
}

6、测试

public class app {
    public static void main(string[] args) {
        house();
    }

    public static void house(){
        housedirector housedirector = new housedirector();
        // 简装
        jianzhuangbuilder jianzhuangbuilder = new jianzhuangbuilder();
        system.out.println("我要简装");
        system.out.println(housedirector.builder(jianzhuangbuilder));

        // 精装
        jingzhuangbuilder jingzhuangbuilder = new jingzhuangbuilder();
        system.out.println("我要精装");
        system.out.println(housedirector.builder(jingzhuangbuilder));

    }
}

输出结果

测试结果

我们以家装为例,实现了两个具体的建造者,一个简装建造者、一个精装建造者。我们只需要告诉家装公司,我是需要简装还是精装,他会去帮我们安排,我不需要知道里面具体的细节。怎么样,建造者模式学回了吗?

对象构建

在日常开发中,你是不是会经常看到下面这种代码:

return new docket(documentationtype.swagger_2)
        .apiinfo(apiinfo())
        .select()
        .apis(requesthandlerselectors.basepackage("com.curry.springbootswagger.controller"))
        .paths(pathselectors.any())
        .build();

是不是很优美?学会了 builder 模式之后,你也可以通过这种方式进行对象构建。它是通过变种的 builder 模式实现的。先不解释了,我们先用 builder 模式来实现跟上述的对象构建,使用学生类为例。

学生对象代码:

public class student {

    private string name;

    private int age;

    private int num;

    private string email;

    // 提供一个静态builder方法
    public static student.builder builder() {
        return new student.builder();
    }
    // 外部调用builder类的属性接口进行设值。
    public static class builder{
        private string name;

        private int age;

        private int num;

        private string email;

        public builder name(string name) {
            this.name = name;
            return this;
        }

        public builder age(int age) {
            this.age = age;
            return this;
        }

        public builder num(int num) {
            this.num = num;
            return this;
        }

        public builder email(string email) {
            this.email = email;
            return this;
        }

        public student build() {
            // 将builder对象传入到学生构造函数
            return new student(this);
        }
    }
    // 私有化构造器
    private student(builder builder) {
        name = builder.name;
        age = builder.age;
        num = builder.num;
        email = builder.email;
    }

    @override
    public string tostring() {
        return "student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", num=" + num +
                ", email='" + email + '\'' +
                '}';
    }
}

调用代码:

    public static void student(){
        student student = student.builder().name("平头哥").num(1).age(18).email("平头哥@163.com").build();
        system.out.println(student);
    }

可以看到,变种 builder 模式包括以下内容:

  • 在要构建的类内部创建一个静态内部类 builder
  • 静态内部类的参数与构建类一致
  • 构建类的构造参数是 静态内部类,使用静态内部类的变量一一赋值给构建类
  • 静态内部类提供参数的 setter 方法,并且返回值是当前 builder 对象
  • 最终提供一个 build 方法构建一个构建类的对象,参数是当前 builder 对象

可能你会说,这种写法实现太麻烦了,确实需要我们写很多额外的代码,好在前辈们已经开发出了lombok来拯救我们,我们只需要引入lombok插件,然后在实体类上添加@builder注解,你就可以实用 builder 模式构建对象了。

建造者模式的优缺点

优点

  • 在建造者模式中, 客户端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
  • 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
  • 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
  • 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”

缺点

  • 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。
  • 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。

文章不足之处,望大家多多指点,共同学习,共同进步

最后

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