JAVA設(shè)計(jì)模式----建造者模式詳解

更新時(shí)間：2021年09月03日 09:59:17 作者：大忽悠愛忽悠

這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了java實(shí)現(xiàn)建造者模式Builder Pattern，具有一定的參考價(jià)值，感興趣的小伙伴們可以參考一下

介紹

建造者模式(Builder Pattern)：將一個(gè)復(fù)雜對象的構(gòu)建與它的表示分離，使得同樣的構(gòu)建過程可以創(chuàng)建不同的表示。建造者模式是一種對象創(chuàng)建型模式。

建造者模式一步一步創(chuàng)建一個(gè)復(fù)雜的對象，它允許用戶只通過指定復(fù)雜對象的類型和內(nèi)容就可以構(gòu)建它們，用戶不需要知道內(nèi)部的具體構(gòu)建細(xì)節(jié)。

在這里插入圖片描述

角色

Builder（抽象建造者）：它為創(chuàng)建一個(gè)產(chǎn)品Product對象的各個(gè)部件指定抽象接口，在該接口中一般聲明兩類方法，一類方法是buildPartX()，它們用于創(chuàng)建復(fù)雜對象的各個(gè)部件；另一類方法是getResult()，它們用于返回復(fù)雜對象。Builder既可以是抽象類，也可以是接口。
ConcreteBuilder（具體建造者）：它實(shí)現(xiàn)了Builder接口，實(shí)現(xiàn)各個(gè)部件的具體構(gòu)造和裝配方法，定義并明確它所創(chuàng)建的復(fù)雜對象，也可以提供一個(gè)方法返回創(chuàng)建好的復(fù)雜產(chǎn)品對象。
Product（產(chǎn)品角色）：它是被構(gòu)建的復(fù)雜對象，包含多個(gè)組成部件，具體由建造者創(chuàng)建該產(chǎn)品的內(nèi)部表示并定義它的裝配過程。
Director（指揮者）：指揮者又稱為導(dǎo)演類，它負(fù)責(zé)安排復(fù)雜對象的建造次序，指揮者與抽象建造者之間存在關(guān)聯(lián)關(guān)系，可以在其construct()建造方法中調(diào)用建造者對象的部件構(gòu)造與裝配方法，完成復(fù)雜對象的建造。客戶端一般只需要與指揮者進(jìn)行交互，在客戶端確定具體建造者的類型，并實(shí)例化具體建造者對象（也可以通過配置文件和反射機(jī)制），然后通過指揮者類的構(gòu)造函數(shù)或者Setter方法將該對象傳入指揮者類中。

在建造者模式的定義中提到了復(fù)雜對象，那么什么是復(fù)雜對象？簡單來說，復(fù)雜對象是指那些包含多個(gè)成員屬性的對象，這些成員屬性也稱為部件或零件，如汽車包括方向盤、發(fā)動(dòng)機(jī)、輪胎等部件，電子郵件包括發(fā)件人、收件人、主題、內(nèi)容、附件等部件

代碼演示

產(chǎn)品角色:

@Data
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
public class Computer
{
    String mouse;
    String keyBoard;
    String screen;
}

抽象建造者 builder

public abstract class Builder
{
    //要建造的產(chǎn)品--子類也可以使用，因此是protected
    protected Computer computer=new Computer();
    //建造的步驟--順序不固定
    //方法都是抽象的，具體實(shí)現(xiàn)交給子類完成
    public abstract Builder buildMouse();
    public abstract Builder buildKeyBoard();
    public abstract Builder buildScreen();
    //創(chuàng)建產(chǎn)品的方法，由當(dāng)前抽象層實(shí)現(xiàn)
    public Computer createComputer()
    {
        return computer;
    }
}

具體建造者 DellComputerBuilder，ASUSComputerBuilder，分別建造戴爾電腦和華碩電腦

//鏈?zhǔn)秸{(diào)用
public class DellComputerBuilder extends Builder
{
    @Override
    public Builder buildMouse()
    {
        System.out.println("戴爾鼠標(biāo)組裝");
        return this;
    }
    @Override
    public Builder buildKeyBoard()
    {
        System.out.println("戴爾鍵盤組裝");
        return this;
    }
    @Override
    public Builder buildScreen()
    {
        System.out.println("戴爾屏幕組裝");
        return this;
    }
}
public class ASUSComputerBuilder extends Builder{
    @Override
    public Builder buildMouse()
    {
        System.out.println("華碩鼠標(biāo)組裝");
        return this;
    }
    @Override
    public Builder buildKeyBoard()
    {
        System.out.println("華碩鍵盤組裝");
        return this;
    }
    @Override
    public Builder buildScreen()
    {
        System.out.println("華碩屏幕組裝");
        return this;
    }
}

指揮者 ComputerDirector，指揮構(gòu)建過程

public class ComputerDirector
{
    //構(gòu)建電腦的方法
    public Computer construct(Builder builder)
    {
      //構(gòu)建復(fù)雜產(chǎn)品對象
      Computer computer=builder.
              buildMouse().
              buildKeyBoard().
              buildScreen().
              createComputer();
      return computer;
    }
}

客戶端測試

public class test
{
    @Test
    public void test()
    {
       //獲得建造指揮官
        ComputerDirector computerDirector=new ComputerDirector();
      //創(chuàng)建電腦
      computerDirector.construct(new DellComputerBuilder());
      computerDirector.construct(new ASUSComputerBuilder());
    }
}

在這里插入圖片描述

通過反射創(chuàng)建建造者對象

可以通過反射機(jī)制和配置文件配合，創(chuàng)建具體建造者對象

public class test
{
    @SneakyThrows//異常拋出throw,一個(gè)簡單的try...catch寫法
    @Test
    public void test()
    {
       //獲得建造指揮官
        ComputerDirector computerDirector=new ComputerDirector();
      //創(chuàng)建電腦
        Class<?> dcb = Class.forName("construct.DellComputerBuilder");
        computerDirector.construct((Builder) dcb.newInstance());
        Class<?> acb = Class.forName("construct.ASUSComputerBuilder");
        computerDirector.construct((Builder) acb.newInstance());
    }
}

優(yōu)點(diǎn)

在建造者模式中，客戶端不必知道產(chǎn)品內(nèi)部組成的細(xì)節(jié)，將產(chǎn)品本身與產(chǎn)品的創(chuàng)建過程解耦，使得相同的創(chuàng)建過程可以創(chuàng)建不同的產(chǎn)品對象。

每一個(gè)具體建造者都相對獨(dú)立，而與其他的具體建造者無關(guān)，因此可以很方便地替換具體建造者或增加新的具體建造者，用戶使用不同的具體建造者即可得到不同的產(chǎn)品對象。由于指揮者類針對抽象建造者編程，增加新的具體建造者無須修改原有類庫的代碼，系統(tǒng)擴(kuò)展方便，符合“開閉原則”。

可以更加精細(xì)地控制產(chǎn)品的創(chuàng)建過程。將復(fù)雜產(chǎn)品的創(chuàng)建步驟分解在不同的方法中，使得創(chuàng)建過程更加清晰，也更方便使用程序來控制創(chuàng)建過程。

缺點(diǎn)

建造者模式所創(chuàng)建的產(chǎn)品一般具有較多的共同點(diǎn)，其組成部分相似，如果產(chǎn)品之間的差異性很大，例如很多組成部分都不相同，不適合使用建造者模式，因此其使用范圍受到一定的限制。

如果產(chǎn)品的內(nèi)部變化復(fù)雜，可能會導(dǎo)致需要定義很多具體建造者類來實(shí)現(xiàn)這種變化，導(dǎo)致系統(tǒng)變得很龐大，增加系統(tǒng)的理解難度和運(yùn)行成本。

適用場景

需要生成的產(chǎn)品對象有復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，這些產(chǎn)品對象通常包含多個(gè)成員屬性。
需要生成的產(chǎn)品對象的屬性相互依賴，需要指定其生成順序。
對象的創(chuàng)建過程獨(dú)立于創(chuàng)建該對象的類。在建造者模式中通過引入了指揮者類，將創(chuàng)建過程封裝在指揮者類中，而不在建造者類和客戶類中。
隔離復(fù)雜對象的創(chuàng)建和使用，并使得相同的創(chuàng)建過程可以創(chuàng)建不同的產(chǎn)品。