创建型模式-建造者模式(复杂对象的组装与创建)

目录

1. 定义

建造者模式(Builder Pattern)：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。建造者模式是一种对象创建型模式。

2. 结构

建造者模式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。建造者模式结构如图所示：

建造者模式

在建造者模式结构图中包含如下几个角色：

  • Builder（抽象建造者）：它为创建一个产品Product对象的各个部件指定抽象接口，在该接口中一般声明两类方法，一类方法是buildPartX()，它们用于创建复杂对象的各个部件；另一类方法是getResult()，它们用于返回复杂对象。Builder既可以是抽象类，也可以是接口。
  • ConcreteBuilder（具体建造者）：它实现了Builder接口，实现各个部件的具体构造和装配方法，定义并明确它所创建的复杂对象，也可以提供一个方法返回创建好的复杂产品对象。
  • Product（产品角色）：它是被构建的复杂对象，包含多个组成部件，具体建造者创建该产品的内部表示并定义它的装配过程。
  • Director（指挥者）：指挥者又称为导演类，它负责安排复杂对象的建造次序，指挥者与抽象建造者之间存在关联关系，可以在其construct()建造方法中调用建造者对象的部件构造与装配方法，完成复杂对象的建造。客户端一般只需要与指挥者进行交互，在客户端确定具体建造者的类型，并实例化具体建造者对象（也可以通过配置文件和反射机制），然后通过指挥者类的构造函数或者Setter方法将该对象传入指挥者类中。

3. 代码实现

Product

public class Product {

	private String partA;

	private String partB;

	private String partC;

	public String getPartA() {
		return partA;
	}

	public void setPartA(String partA) {
		this.partA = partA;
	}

	public String getPartB() {
		return partB;
	}

	public void setPartB(String partB) {
		this.partB = partB;
	}

	public String getPartC() {
		return partC;
	}

	public void setPartC(String partC) {
		this.partC = partC;
	}
	
	@Override
	public String toString() {
		return "Product{" + "partA='" + partA + '\'' + ", partB='" + partB + '\'' + ", partC='" + partC + '\'' + '}';
	}
}

Builder

public abstract class Builder {

	protected Product product = new Product();

	public abstract void buildPartA();

	public abstract void buildPartB();

	public abstract void buildPartC();

	public Product getResult() {
		return product;
	}
}

ConcreteBuilder

public class ConcreteBuilder extends Builder {

	@Override
	public void buildPartA() {
		product.setPartA("hahaA");
	}

	@Override
	public void buildPartB() {
		product.setPartB("hahaB");
	}

	@Override
	public void buildPartC() {
		product.setPartC("hahaC");
	}
}

Director

public class Director {

	private Builder builder;

	public Director(Builder builder) {
		this.builder = builder;
	}

	public Product construct() {
		builder.buildPartA();
		builder.buildPartB();
		builder.buildPartC();
		return builder.getResult();
	}
}

Test

public class Test {

	public static void main(String[] args) {
		Builder builder = new ConcreteBuilder();
		Director director = new Director(builder);
		Product product = director.construct();
		System.out.println(product);
	}
}

//Product{partA='hahaA', partB='hahaB', partC='hahaC'}

在建造者模式中，客户端只需实例化指挥者类，指挥者类针对抽象建造者编程，客户端根据需要传入具体的建造者类型(可根据配置文件获得)，指挥者将指导具体建造者一步一步构造一个完整的产品（逐步调用具体建造者的buildX()方法），相同的构造过程可以创建完全不同的产品。在游戏角色实例中，如果需要更换角色，只需要修改配置文件，更换具体角色建造者类即可；如果需要增加新角色，可以增加一个新的具体角色建造者类作为抽象角色建造者的子类，再修改配置文件即可，原有代码无须修改，完全符合“开闭原则”。

4. 省略Director与钩子方法

1 省略Director,直接将Director中的construct方法放入Builer中

public abstract class Builder {

	protected Product product = new Product();

	public abstract void buildPartA();

	public abstract void buildPartB();

	public abstract void buildPartC();

	public Product createProduct() {
		return product;
	}

	public Product construct() {
		this.buildPartA();
		this.buildPartB();
		this.buildPartC();
		return product;
	}
}


...
Builder builder = new ConcreteBuilder();
Product product=builder.construct();
...

2 添加钩子方法来控制是否对某个buildX()进行调用

抽象类中给一个默认的钩子方法

public abstract class Builder {

	protected Product product = new Product();

	public abstract void buildPartA();

	public abstract void buildPartB();

	public abstract void buildPartC();

	public Product createProduct() {
		return product;
	}
	//钩子方法
	public boolean isCNeed(){
		return false;
	}

具体类中重写钩子方法

public class ConcreteBuilder extends Builder {
    ...
    
	@Override
	public boolean isCNeed() {
		 return true;
	}
}

控制器根据钩子方法来判断某一个buildX()是否执行

public class Director {

	private Builder builder;

	public Director(Builder builder) {
		this.builder = builder;
	}

	public Product construct() {
		builder.buildPartA();
		builder.buildPartB();
		if(builder.isCNeed()){
			builder.buildPartC();
		}
		builder.buildPartC();
		return builder.createProduct();
	}
}

5. 优缺点

  • 优点
  1. 产品的本身与产品的创建解耦，相同的创建过程可以创建不同的对象。
  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，符合“开闭原则”。
  3. 可以更加精细地控制产品的创建过程。
  • 缺点
  1. 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，例如很多组成部分都不相同，不适合使用建造者模式，因此其使用范围受到一定的限制。
  2. 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，增加系统的理解难度和运行成本。

6. 适用场景

  1. 需要生成的产品对象有复杂的内部结构，这些产品对象通常包含多个成员属性。
  2. 需要生成的产品对象的属性相互依赖，需要指定其生成顺序。
  3. 对象的创建过程独立于创建该对象的类。在建造者模式中通过引入了指挥者类，将创建过程封装在指挥者类中，而不在建造者类和客户类中。
  4. 隔离复杂对象的创建和使用，并使得相同的创建过程可以创建不同的产品。

7. 个人理解

将复杂对象的创建过程给封装了起来，同时将对象的创建过程与对象本身隔离开了，可使用相同的创建过程来创建不同的产品对象（提供不同的Builder实现类即可）

参考

  1. Java设计模式-刘伟
posted @ 2018-09-18 15:27  David丁  阅读(747)  评论(0)  编辑  收藏  举报