java中23种设计模式–构造者模式(Builder)

GOF 给建造模式的定义为: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。这句话说得很抽象,不好理解,其实它的意思可以理解为:将构 造复杂对象的过程和组成对象的部件解耦。

就像组装的电脑一样,不管什么品牌的配件,只要兼 容就可以装上;同样,一样的配件,可以有好多组装的方式。这是对降低耦合、提高可复用 性精神的一种贯彻。

2 结构

当要生成的产品有复杂的内部结构—— 比如由多个对象组成 ;而系统中对此产品的需求 将来可能要改变产品对象的内部结构的构成,比如说产品的一些属性现在由一个小对象组 成,而更改后的型号可能需要 N 个小对象组成;而且不能将产品的内部构造完全暴露给客 户程序,一是为了可用性,二是为了安全等因素。满足上面的设计环境就可以考虑使用建造 模式来搭建框架了。

建造模式的组成:

  1. 抽象构造者模式 –这个角色用来规范产品对象的各个组成成分的建造。一般而言,此角色独立于应用程序的业务逻辑。
  2. 具体建造者角色 –担任这个角色的是于应用程序紧密相关的类,它们在指导者的调用下 创建产品实例。这个角色在实现抽象建造者角色提供的方法的前提下,达到完成产品组 装,提供成品的功能.
  3. 指导者角色 –调用具体建造者角色以创建产品对象。指导者并没有产品类的具体知识.(也叫上下文) 真正拥有产品类的具体知识的是具体建造者对象。
  4. 产品角色 –建造中的复杂对象。它要包含那些定义组件的类,包括将这些组件装配成产 品的接口。
java中23种设计模式--构造者模式(Builder)

首先客户程序创建一个指导者对象,一个建造者角色,并将建造者角色传入指导者对象 进行配置。然后,指导者按照步骤调用建造者的方法创建产品。最后客户程序从建造者或者 指导者那里得到产品。 从建造模式的工作流程来看,建造模式将产品的组装“外部化”到了建造者角色中来。

3 代码示例

这里以一个简单的iphone6的生产为例

iphone实体类

public class Iphone6 {
	
	private Cell cell;	//电池
	private Screen screen;	//屏幕
	private Mainboard mainboard;	//主板
	
	public void open() {
		System.out.println("手机开机");
	}
	
	public Cell getCell() {
		return cell;
	}
	public void setCell(Cell cell) {
		this.cell = cell;
	}
	public Screen getScreen() {
		return screen;
	}
	public void setScreen(Screen screen) {
		this.screen = screen;
	}
	public Mainboard getMainboard() {
		return mainboard;
	}
	public void setMainboard(Mainboard mainboard) {
		this.mainboard = mainboard;
	}

}

//电池类
class Cell{
	private String name;
	public Cell(String name) {
		this.name = name;
	}
	public String getName() {
		return name;
	}
	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}
	
}

//电池类
class Screen{
	private String name;
	public Screen(String name) {
		this.name = name;
	}
	public String getName() {
		return name;
	}
	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}
	
}

//主板类
class Mainboard{
	private String name;
	public Mainboard(String name) {
		this.name = name;
	}
	public String getName() {
		return name;
	}
	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}
	
}

指导者接口

//指导者
public interface Iphone6Director {
	Iphone6 dircectIphone6();
}

构造者接口

//构造者抽象类
public interface Iphone6Builder {
	//构建自组建
	Cell builderCell();
	Screen builderScreen();
	Mainboard builderMainboard();
}

构造者实现类–用来创建复杂对象各个组件

public class MyIphone6Builder implements Iphone6Builder{

	@Override
	public Cell builderCell() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println("构建屏幕");
		//也可以与工厂模式或单例模式相结合 
		return new Cell("iphone6的屏幕");
	}

	@Override
	public Screen builderScreen() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println("构建电池");
		return new Screen("iphone6的电池");
	}

	@Override
	public Mainboard builderMainboard() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println("构建主板");
		return new Mainboard("iphone6的主板");
	}
	
}

指导者实现类–负责安排各个组件的建造顺序

public class MyIphone6Director implements Iphone6Director{

	private MyIphone6Builder builder;
	
	public MyIphone6Director(MyIphone6Builder builder) {
		this.builder = builder;
	}
	@Override
	public Iphone6 dircectIphone6() {
		// TODO Auto-generated method stub
		Cell cell = builder.builderCell();
		Mainboard mainboard = builder.builderMainboard();
		Screen screen = builder.builderScreen();
		//装配成iphone6
		Iphone6 iphone6 = new Iphone6();
		iphone6.setCell(cell);
		iphone6.setMainboard(mainboard);
		iphone6.setScreen(screen);
		return iphone6;
	}
}

测试

public class TestIphone {
	public static void main(String[] args) {
		MyIphone6Director director = new MyIphone6Director(new MyIphone6Builder());
		Iphone6 iphone6 = director.dircectIphone6();
		iphone6.open();
	}
}

最终一台iphone手机就被组将建造出来了:

构建屏幕

构建主板

构建电池

手机开机

4 构造者模式的优点:

  1. 建造模式使得客户不需要知道太多产品内部的细节。它将复杂对象的组建和表示方式封 装在一个具体的建造角色中,而且由指导者来协调建造者角色来得到具体的产品实例。
  2. 建造模式可以对复杂产品的创建进行更加精细的控制。产品的组成是由指导者角色调用 具体建造者角色来逐步完成的,所以比起其它创建型模式能更好的反映产品的构造过程。

5 扩展:

建造模式中很可能要用到组成成品的各种组件类,对于这些类的创建可以考虑使用工厂 方法或者原型模式来实现,在必要的时候也可以加上单例模式来控制类实例的产生。但是要 坚持一个大前提就是要使引入的模式给你的系统带来好处,而不是臃肿的结构。

建造模式在得到复杂产品的时候可能要引用多个不同的组件,在这一点上来看,建造模 式和抽象工厂模式是相似的。可以从以下两点来区分两者:创建模式着重于逐步将组件装配 成一个成品并向外提供成品,而抽象工厂模式着重于得到产品族中相关的多个产品对象;抽 象工厂模式的应用是受限于产品族的,建造模式则不会。

还可参考:

Java设计模式之构造者模式,你真正了解过吗

原文 

https://juejin.im/post/5ae06c796fb9a07aad173368

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