建造者模式
盖房项目需求
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,但是要求不要相同的.
3) 请编写程序,完成需求.
传统方式解决盖房需求
![](https://img2020.cnblogs.com/blog/1936533/202012/1936533-20201208142506648-2087213192.png)
抽象类:
public abstract class AbstractHouse { //打地基 public abstract void buildBasic(); //砌墙 public abstract void buildWalls(); //封顶 public abstract void roofed(); public void build() { buildBasic(); buildWalls(); roofed(); } }
盖个普通房子:
public class CommonHouse extends AbstractHouse { @Override public void buildBasic() { // TODO Auto-generated method stub System.out.println(" 普通房子打地基 "); } @Override public void buildWalls() { // TODO Auto-generated method stub System.out.println(" 普通房子砌墙 "); } @Override public void roofed() { // TODO Auto-generated method stub System.out.println(" 普通房子封顶 "); } }
测试:
public class Client { public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub CommonHouse commonHouse = new CommonHouse(); commonHouse.build(); } }
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
基本介绍
1) 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。
2) 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。
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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
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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)
![](https://img2020.cnblogs.com/blog/1936533/202012/1936533-20201208155056183-2068365912.png)
3) 代码实现
产品->Product
//产品->Product public class House { private String baise; private String wall; private String roofed; public String getBaise() { return baise; } public void setBaise(String baise) { this.baise = baise; } 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; } }
抽象的建造者
// 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 public abstract void buildBasic(); public abstract void buildWalls(); public abstract void roofed(); //建造房子好, 将产品(房子) 返回 public House buildHouse() { return house; } }
普通房子
public class CommonHouse extends HouseBuilder { @Override public void buildBasic() { System.out.println(" 普通房子打地基5米 "); } @Override public void buildWalls() { System.out.println(" 普通房子砌墙10cm "); } @Override public void roofed() { System.out.println(" 普通房子屋顶 "); } }
高楼
public class HighBuilding extends HouseBuilder { @Override public void buildBasic() { System.out.println(" 高楼的打地基100米 "); } @Override public void buildWalls() { System.out.println(" 高楼的砌墙20cm "); } @Override public void roofed() { System.out.println(" 高楼的透明屋顶 "); } }
指挥者
//指挥者,这里去指定制作流程,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 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.buildBasic(); houseBuilder.buildWalls(); houseBuilder.roofed(); return houseBuilder.buildHouse(); } }
测试调用
public class Client { public static void main(String[] args) { //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("输出流程"); 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(); } }
建造者模式在JDK的应用和源码分析
1) java.lang.StringBuilder中的建造者模式
2) 代码说明+Debug源码
我们找到StringBuilder这个类,发现它继承一个AbstractStringBuilder 这个抽象类
![](https://img2020.cnblogs.com/blog/1936533/202012/1936533-20201208161222213-388158236.png)
然后找到AbstractStringBuilder 这个抽象类,发现它继承了Appendable接口
这个Appendable接口里,还有append方法
可以理解Appendable是一个抽象的建造者,由AbstractStringBuilder来实现,虽然AbstractStringBuilder是抽象的,但是它已经有了很多的方法可用的,不是抽象方法
3) 源码中建造者模式角色分析
- 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 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
5) 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。
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.
7) 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
《三体》中有句话——弱小和无知不是生存的障碍,傲慢才是。
所以我们不要做一个小青蛙