设计模式-建造者模式

作者: MonkeyLqj | 来源:发表于2019-08-21 15:38 被阅读4次

    1 建造者模式介绍

    建造者模式(Builder Pattern)也被称为生成器模式,是一步一步创建一个复杂对象的创建模型,它允许用户在不知道内部构建细节的情况下,可以更精确的控制对象的构造流程。

    2 建造者模式定义

    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。

    3 抽象工厂模式UML类图

    建造者模式-UML类图

    角色介绍:

    • Product:产品类。
    • Builder:抽象Builder类,规范产品的组建,一般由子类实现。
    • ConcreteBuilder:具体的Builder类。
    • Director:统一组装过程

    4 建造者模式使用示例

    我们通过组装一部手机的例子来实现建造者模式。

    产品类

    我们将手机抽象成Phone类,有一个型号和N多个部件(这里使用两个部件简单介绍下),提供3个方法分别来设置型号、摄像头和内存。

    public class Phone {
        //品牌型号
        private String mBrand;
        //像素
        private String mCamera;
        //运行内存
        private String mRunMemory;
        public void setmBrand(String brand) {
            this.mBrand = brand;
        }
        public void setmCamera(String camera) {
            this.mCamera = camera;
        }
        public void setmRunMemory(String runMemory) {
            this.mRunMemory = runMemory;
        }
        @Override
        public String toString() {
            return mBrand + mCamera + mRunMemory;
        }
    }
    

    Builder类组建

    需要一套组装的模板,就是一个抽象的Builder类,里面提供型号、摄像头和内存的方法,以及组装手机的方法:

    public abstract class Builder {
        public abstract void builderBrand(String brand);
        public abstract void builderCamera(String camera);
        public abstract void builderRunMemory(String runMemory);
        public abstract Phone create();
    }
    

    我们通过实现抽象的Builder类,来组装手机:

    public class PhoneBuilder extends Builder {
        private Phone mPhone = new Phone();
    
        @Override
        public void builderBrand(String brand) {
            mPhone.setmBrand(brand);
        }
        @Override
        public void builderCamera(String camera) {
            mPhone.setmCamera(camera);
        }
        @Override
        public void builderRunMemory(String runMemory) {
            mPhone.setmRunMemory(runMemory);
        }
        @Override
        public Phone create() {
            return mPhone;
        }
    }
    

    统一组装

    我们统一在这里完成手机的组装:

    public class Director {
        Builder mBuilder = null;
    
        public Director(Builder mBuilder) {
            this.mBuilder = mBuilder;
        }
        public Phone construct(String bread, String camera,String memory){
            mBuilder.builderBrand(bread);
            mBuilder.builderCamera(camera);
            mBuilder.builderRunMemory(memory);
            
            return mBuilder.create();
        }
    }
    

    客户端调用演示

    那么我们就可以对手机进行命名和使用那些摄像头,以及使用多大的内存了。至于怎么组装我们完全不需要关心。

    public class Client {
        public static void main(String[] args) {
            Builder builder = new PhoneBuilder();
            Director director = new Director(builder);
            Phone phone = director.construct("型号是:荣耀V20,", "摄像头是:索尼IMX 586, ", " 运行内存是:8G");
            System.out.println(phone.toString());
        }
    }
    

    输出结果是:

    型号是:荣耀V20,摄像头是:索尼IMX 586, 运行内存是:8G

    上述示例中,我们创建一个Phone对象,而Director类封装了构建复杂产品对象的过程,对外隐藏构建细节。BuilderDirector一起将一份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对象。

    链式调用

    当然我们可以将DirectorBuilder角色直接省略掉,直接进行组装,这个就是我们常见到的链式调用,我们只需要将产品类改下,我们看下具体的代码实现:

    public class Phone {
        //品牌型号
        private String mBrand;
        //像素
        private String mCamera;
        //运行内存
        private String mRunMemory;
        public Phone setmBrand(String brand) {
            this.mBrand = brand;
            return this;
        }
        public Phone setmCamera(String camera) {
            this.mCamera = camera;
            return this;
        }
        public Phone setmRunMemory(String runMemory) {
            this.mRunMemory = runMemory;
            return this;
        }
        @Override
        public String toString() {
            return mBrand + mCamera + mRunMemory;
        }
    }
    

    我们可以看到只要对setter方法进行改造都返回当前对象,即return this这样我们就可以使用链式调用了

    public class Client {
        public static void main(String[] args) {
            Phone phone = new Phone().setmBrand("型号是:荣耀V20,").setmCamera("摄像头是:索尼IMX 586 ,").setmRunMemory("运行内存是:8G。");
            System.out.println(phone.toString());
        }
    }
    

    输出的结果还是和上面的一样,这种方式不仅去除了Director角色,整个结构更加简单,组装过程也更加简单,更容易控制。

    5 建造者模式的使用场景

    • 相同的方法,不同的执行顺序,产生不同的事件结果。
    • 多个部件,都可以装配到一个对象中,但是产生的运行结果又不相同。
    • 当初始化一个对象特别复杂,如参数多,且很多参数都具有默认值时。
    • 产品类非常复杂,或者产品类中的调用顺序不同产生了不同的作用。

    6 总结

    Builder模式也是比较常用的,通常作为配置类的构建器将配置的构建和表示分离开来,同时也将配置从目标类中隔离出来,避免过多的setter方法。Builder模式比较常见的实现形式是通过调用链实现,这样是得代码更简洁、易懂。

    优点:

    • 良好的封装性,客户端可以不必知道产品内部组成细节。
    • 建造者独立,容易扩展。

    缺点:

    • 产生多余的Builder对象以及Director对象,消耗内存。

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