通过示例和源码阐述建造者模式

作者: 付凯强 | 来源:发表于2018-12-05 19:16 被阅读0次

0. 序言

建造者模式的定义：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。

1. 介绍

建造者模式是一步一步创建一个复杂对象的创建型模式，允许在不知道内部构建细节的情况下，可以更精细地控制对象的构造流程。也就是它注重的是构建对象的构成，而不是构件对象过程中所需要的部件表示的细节。
举例：贾跃亭会计要造一台FF，而一台FF需要轮胎、方向盘、发动机等部件。而贾跃亭关心的是如何组装这些零件为一辆车，而不是关心这个轮胎怎么造的，这个方向盘怎么造的。
优点就是构建过程和部件可以自由扩展，两者之间的耦合降到最低。

2. 场景

相同的方法，不同的执行顺序，产生不同的结果。
举例：街舞大家都看过，有时候是动手、动脚、转身，有时候是动脚、转身、动手等等，不同的行动方式，呈现不同的美。
初始化一个对象特别复杂，如参数多。
举例：初始化一个AlertDialog或者一个notification，有的需要标题、内容两项，有的需要标题、内容、进度条三项等等，这个时候如果通过构造方法初始化参数的话，会有很多种搭配组合，就要写很多构造方法，这个时候我们就可以使用建造者模式，需要哪个参数我们就拿每个参数对应的方法就行。

3. UML类图（用PC观看）

建造者模式类图.png

角色介绍：
① Product产品类——产品的抽象类。
② Builder——抽象Builder类，规范产品的组件。
③ ConcreteBuilder——具体的Builder类，实现具体的组件过程。
④ Director——统一组装过程

4. 场景一实现示例

以跳舞为例：

定义Dance抽象类，即Product角色：

public abstract class Dance {
    protected abstract void hand();
    protected abstract void foot();
    protected abstract void turn_around();
}

定义Hiphop类，即具体的Dance类：

public class Hiphop extends Dance {

    private List<String> mPerformList = new ArrayList<>();

    @Override
    protected void hand() {
        mPerformList.add("街舞：动动手");
    }

    @Override
    protected void foot() {
        mPerformList.add("街舞：动动脚");
    }

    @Override
    protected void turn_around() {
        mPerformList.add("街舞：转身");
    }

    public List<String> getPerformList() {
        return mPerformList;
    }
}

说明：为了能看出不同的跳舞顺序，我们增加了一个List集合和访问List集合的方法。

定义抽象Builder类，即构建对象类：

public abstract class Builder {
    public abstract void hand();
    public abstract void foot();
    public abstract void turn_around();
    public abstract Dance create();
}

定义构建对象的具体实例类DanceBuilder：

public class DanceBuilder extends Builder {

    Dance mDance = new Hiphop();

    @Override
    public void hand() {
        mDance.hand();
    }

    @Override
    public void foot() {
        mDance.foot();
    }

    @Override
    public void turn_around() {
        mDance.turn_around();
    }

    @Override
    public Dance create() {
        return mDance;
    }
}

定义导演类，负责组装过程：

public class Director {
    Builder mBuilder = null;

    public Director(Builder builder) {
        mBuilder = builder;
    }

    // 可以定义不同的顺序
    public void perform(){
        mBuilder.hand();
        mBuilder.foot();
        mBuilder.turn_around();
    }
}

进行测试：

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        Builder builder = new DanceBuilder();
        Director director = new Director(builder);
        director.perform();
        Log.i("fukq","跳舞的顺序是："+((Hiphop)(builder.create())).getPerformList());
    }
}

12-05 16:18:52.241 30387-30387/com.smartisan.builder I/fukq: 跳舞的顺序是：[街舞：动动手, 街舞：动动脚, 街舞：转身]

说明：
① 通过DanceBuilder来构建Dance对象，而Director封装了构建复杂产品对象的过程，而DanceBuilder中有跳舞的不同的顺序，展示了场景一：相同的方法，不同的顺序，带来不同的结果。
② 开发中，Director会被省略，直接使用Builder来进行对象的组装，我们去掉Director类，修改下DanceBuilder类：

public abstract class Builder {
    public abstract Dance setHand();
    public abstract Dance setFoot();
    public abstract Dance setTurn_around();
}

public class DanceBuilder extends Builder {

    Dance mDance = new Hiphop();

    @Override
    public Dance setHand() {
        mDance.hand();
        return mDance;
    }

    @Override
    public Dance setFoot() {
        mDance.foot();
        return mDance;
    }

    @Override
    public Dance setTurn_around() {
        mDance.turn_around();
        return mDance;
    }
}

说明：建造者模式通常用Builder进行链式调用（为了呈现链式调用这里修改下方法名），它的关键点在于每个setter方法都返回自身，代码我们可以这样写：

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        Dance dance = new DanceBuilder().setTurn_around().setFoot().setHand().create();
        Log.i("fukq","跳舞的顺序是："+ ((Hiphop)dance).getPerformList());
    }
}

说明：通过链式调用，随意对顺序进行编辑，得到复杂对象Dance。

5. 场景二实现示例：

以AlertDialog为例：

           new AlertDialog.Builder(this)
                .setIcon(R.mipmap.ic_launcher)
                .setTitle("Title")
                .setMessage("Messages")
                .setPositiveButton("Button01",new DialogInterface.OnClickListener() {
                    @Override
                    public void onClick(DialogInterface dialog, int which) {

                    }
                }).setNegativeButton("Button02",new DialogInterface.OnClickListener() {
                    @Override
                    public void onClick(DialogInterface dialog, int which) {

                    }
                }).setNeutralButton("Button03", new DialogInterface.OnClickListener() {
                    @Override
                    public void onClick(DialogInterface dialog, int which) {

                    }
                }).create().show();

说明：通过类名Builder以及链式调用我们可以看出来它是一个建造者模式，通过Builder来组装Dialog的各个部分，我们分析下源码，再次验证下：

public class AlertDialog extends AppCompatDialog implements DialogInterface {
    final AlertController mAlert;  // 1
    ...
    protected AlertDialog(@NonNull Context context) {
        this(context, 0);
    }

    protected AlertDialog(@NonNull Context context, @StyleRes int themeResId) { // 2
        super(context, resolveDialogTheme(context, themeResId));
        this.mAlert = new AlertController(this.getContext(), this, this.getWindow());
    }

    protected AlertDialog(@NonNull Context context, boolean cancelable, @Nullable OnCancelListener cancelListener) {
        this(context, 0);
        this.setCancelable(cancelable);
        this.setOnCancelListener(cancelListener);
    }
    ...
    public void setTitle(CharSequence title) {
        super.setTitle(title);
        this.mAlert.setTitle(title);
    }

    public void setCustomTitle(View customTitleView) {
        this.mAlert.setCustomTitle(customTitleView);
    }

    public void setMessage(CharSequence message) {
        this.mAlert.setMessage(message);
    }
   ...
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        this.mAlert.installContent();
    }
   ...
    public static class Builder { // 3
        private final AlertParams P;
        private final int mTheme;

        public Builder(@NonNull Context context) {
            this(context, AlertDialog.resolveDialogTheme(context, 0));
        }

        public Builder(@NonNull Context context, @StyleRes int themeResId) {
            this.P = new AlertParams(new ContextThemeWrapper(context, AlertDialog.resolveDialogTheme(context, themeResId)));
            this.mTheme = themeResId;
        }

        @NonNull
        public Context getContext() {
            return this.P.mContext;
        }

        public AlertDialog.Builder setTitle(@StringRes int titleId) {
            this.P.mTitle = this.P.mContext.getText(titleId);
            return this;
        }

        public AlertDialog.Builder setTitle(@Nullable CharSequence title) {
            this.P.mTitle = title;
            return this;
        }

        public AlertDialog.Builder setCustomTitle(@Nullable View customTitleView) {
            this.P.mCustomTitleView = customTitleView;
            return this;
        }

        public AlertDialog.Builder setMessage(@StringRes int messageId) {
            this.P.mMessage = this.P.mContext.getText(messageId);
            return this;
        }

        public AlertDialog.Builder setMessage(@Nullable CharSequence message) {
            this.P.mMessage = message;
            return this;
        }

       ...
        public AlertDialog.Builder setView(View view) {
            this.P.mView = view;
            this.P.mViewLayoutResId = 0;
            this.P.mViewSpacingSpecified = false;
            return this;
        }
        ...
        public AlertDialog create() { // 4
            AlertDialog dialog = new AlertDialog(this.P.mContext, this.mTheme);
            this.P.apply(dialog.mAlert);
            dialog.setCancelable(this.P.mCancelable);
            if (this.P.mCancelable) {
                dialog.setCanceledOnTouchOutside(true);
            }

            dialog.setOnCancelListener(this.P.mOnCancelListener);
            dialog.setOnDismissListener(this.P.mOnDismissListener);
            if (this.P.mOnKeyListener != null) {
                dialog.setOnKeyListener(this.P.mOnKeyListener);
            }

            return dialog;
        }

        public AlertDialog show() {
            AlertDialog dialog = this.create();
            dialog.show();
            return dialog;
        }
    }
}

说明：
① 省略号的地方省略一些代码。
② 整个的AlertDialog大分为构造方法、set方法和内部类Builder。
③ 分析源码的顺序是：从调用开始的地方，查看涉及到的所有代码的源码，再来看下调用的代码：

 new AlertDialog.Builder(this)
                .setTitle("Title")
                ...
                .create().show();

所以这里查看源码的顺序是：先看AlertDialog的内部类Builder，然后再看setTitle方法，再看create方法，最后看show方法。
④ .Builder(this) 的源码：

        public Builder(@NonNull Context context) {
            this(context, AlertDialog.resolveDialogTheme(context, 0));
        }

说明：这里只是传入了上下文this。
⑤ .setTitle("Title")的源码：

private final AlertParams P;

        public AlertDialog.Builder setTitle(@Nullable CharSequence title) {
            this.P.mTitle = title;
            return this;
        }

说明：给Title赋值，职责赋值给了AlertParams P中的title。
⑥ .create()的源码：

        public AlertDialog create() {
            AlertDialog dialog = new AlertDialog(this.P.mContext, this.mTheme);
            this.P.apply(dialog.mAlert);
            dialog.setCancelable(this.P.mCancelable);
            if (this.P.mCancelable) {
                dialog.setCanceledOnTouchOutside(true);
            }

            dialog.setOnCancelListener(this.P.mOnCancelListener);
            dialog.setOnDismissListener(this.P.mOnDismissListener);
            if (this.P.mOnKeyListener != null) {
                dialog.setOnKeyListener(this.P.mOnKeyListener);
            }

            return dialog;
        }

说明：这些代码里面，最可能和title相关的只剩下 this.P.apply(dialog.mAlert); 这一句，所以我们看下这个apply方法的源码：

 public void apply(AlertController dialog) {
            if (this.mCustomTitleView != null) {
                dialog.setCustomTitle(this.mCustomTitleView);
            } else {
                if (this.mTitle != null) {
                    dialog.setTitle(this.mTitle);
                }
                ...
            }
            ...
        }

说明：apply这个方法是在AlertParams类中，dialog.mAlert 指的就是AlertController，所以apply的作用就是把AlertParams P中的字段值都赋值给AlertController的字段值。
⑦ show()方法从源码来看都是关于如何把Dialog显示在屏幕上的内容，不再附代码，不再分析。
⑧ 通过以上分析我们可以看到，当需要多个参数的时候，可以通过builder模式来传递需要的参数，而且兼容多种参数配置，就像kotlin中的默认参数所带来的便利一样。

6. 后续

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通过示例和源码阐述建造者模式

0. 序言

1. 介绍

2. 场景

3. UML类图（用PC观看）

4. 场景一实现示例

5. 场景二实现示例：

6. 后续

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