深入理解Java設計模式之建造者模式
一、什么是建造者模式
建造者模式也稱生成器模式 定義:將一個復雜對象的構建與它的表示分離,使得同樣的構建過程可以創(chuàng)建不同的表示(依賴倒轉)

產品類:一般是一個較為復雜的對象,也就是說創(chuàng)建對象的過程比較復雜,一般會有比較多的代碼量。在本類圖中,產品類是一個具體的類,而非抽象類。實際編程中,產品類可以是由一個抽象類與它的不同實現(xiàn)組成,也可以是由多個抽象類與他們的實現(xiàn)組成。
抽象建造者:引入抽象建造者的目的,是為了將建造的具體過程交與它的子類來實現(xiàn)。這樣更容易擴展。一般至少會有兩個抽象方法,一個用來建造產品,一個是用來返回產品。
建造者:實現(xiàn)抽象類的所有未實現(xiàn)的方法,具體來說一般是兩項任務:組建產品;返回組建好的產品。
指揮類:負責調用適當?shù)慕ㄔ煺邅斫M建產品,指揮類一般不與產品類發(fā)生依賴關系,與指揮類直接交互的是建造者類。一般來說,指揮類被用來封裝程序中易變的部分。
二、建造者模式的應用場景
1.創(chuàng)建復雜對象的算法獨立于組成對象的部件
2.同一個創(chuàng)建過程需要有不同的內部表象的產品對象
例子:建房子,不管建什么房子,它們都離不開地基、柱子、層面和墻體這些組成部分,建筑工人就是把這些組成部分一個個建起來,最后連成一體建出一棟棟樓房。
三、建造者模式的優(yōu)缺點
優(yōu)點
1.客戶端不必知道產品內部組成的細節(jié),將產品本身與產品的創(chuàng)建過程解耦,使得相同的創(chuàng)建過程可以創(chuàng)建不同的產品對象。
2.每一個具體建造者都獨立,因此可以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品對象 。
3.可以更加精細地控制產品的創(chuàng)建過程 。將復雜產品的創(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。
4.增加新的具體建造者無須修改原有類庫的代碼,指揮者類針對抽象建造者類編程,系統(tǒng)擴展方便,符合“開閉”。
缺點
1.當建造者過多時,會產生很多類,難以維護。
2.建造者模式所創(chuàng)建的產品一般具有較多的共同點,其組成部分相似,若產品之間的差異性很大,則不適合使用該模式,因此其使用范圍受到一定限制。
3.若產品的內部變化復雜,可能會導致需要定義很多具體建造者類來實現(xiàn)這種變化,導致系統(tǒng)變得很龐大。
四、工廠模式和建造者模式的對比
工廠模式用于處理 如何獲取實例對象 問題,建造者模式用于處理如何建造實例對象 問題
建造者模式與工廠模式是極為相似的,總體上,建造者模式僅僅只比工廠模式多了一個“指揮類”的角色。在建造者模式的類圖中,假如把這個指揮類看做是最終調用的客戶端,那么剩余的部分就可以看作是一個簡單的工廠模式了。
與工廠模式相比,建造者模式一般用來創(chuàng)建更為復雜的對象,因為對象的創(chuàng)建過程更為復雜,因此將對象的創(chuàng)建過程獨立出來組成一個新的類——指揮類。
也就是說,工廠模式是將對象的全部創(chuàng)建過程封裝在工廠類中,由工廠類向客戶端提供最終的產品;而建造者模式中,建造者類一般只提供產品類中各個組件的建造,而將具體建造過程交付給指揮類。由指揮類負責將各個組件按照特定的規(guī)則組建為產品,然后將組建好的產品交付給客戶端。
五、建造者模式的實現(xiàn)
Product類---產品類,由多個部件組成
//Product類,由多個部件組成
public class Product
{
List<string> parts = new List<string>();
//添加產品部件
public void Add(string part)
{
parts.Add(part);
}
public void show()
{
Console.WriteLine("\n 創(chuàng)建產品");
foreach (var item in parts)
{
Console.WriteLine("item");
}
}
}
Builder類---抽象建造者類,確定產品由兩個部件PartA和PartB組成,并聲明一個得到產品建造后結果的方法GetResult
abstract class Builder
{
public abstract void BuilderPartA();
public abstract void BuilderPartB();
public abstract Product GetResult();
}
具體建造者類
//ConcreteBuilder1類---具體建造者類
class ConcreteBuilder1 : Builder
{
private Product product = new Product();
//建造具體的兩個部件
public override void BuilderPartA()
{
product.Add("部件A");
}
public override void BuilderPartB()
{
product.Add("部件B");
}
public override Product GetResult()
{
return product;
}
}
//ConcreteBuilder2類---具體建造者類
class ConcreteBuilder2 : Builder
{
private Product product = new Product();
//建造具體的兩個部件
public override void BuilderPartA()
{
product.Add("部件X");
}
public override void BuilderPartB()
{
product.Add("部件Y");
}
public override Product GetResult()
{
return product;
}
}
Director類---指揮者類
class Director
{
public void Construct(Builder builder)
{
//用來指揮建造過程
builder.BuilderPartA();
builder.BuilderPartB();
}
}
客戶端代碼---客戶不需知道具體的建造過程
static void Main(string[] args)
{
Director director = new Director();
Builder b1 = new ConcreteBuilder1();
Builder b2 = new ConcreteBuilder2();
//指揮者用ConcreteBuilder1方法建造產品
director.Construct(b1);
Product p1 = b1.GetResult();
p1.show();
//指揮者用ConcreteBuilder2方法建造產品
director.Construct(b2);
Product p2 = b2.GetResult();
p2.show();
Console.Read();
}
六、總結
建造者模式的使用場合是當創(chuàng)建復雜對象時,把創(chuàng)建對象成員和裝配方法分離出來,放在建造者類中去實現(xiàn),用戶使用該復雜對象時,不用理會它的創(chuàng)建和裝配過程,只關心它的表示形式。
其實完全理解這個模式還是要一番思考的,難以搞懂的是指揮者似乎沒什么存在的必要,在代碼里也沒體現(xiàn)它的作用,我們也可以把指揮者的方法放在建造者里面,但為什么沒有這樣做呢?我想這可能是考慮到單一責任原則,建造者只負責創(chuàng)建對象的各個部分,至于各個部分創(chuàng)建的順序、裝配方法它就不管了。還有就是當順序要改變時,建造者可以不用改動,改動指揮者就好了,指揮者只有一個,建造者有很多,要改建造者就麻煩了。
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