原创

设计模式-建造者模式

建造房子-传统方式

建房子抽象基类:

/**
 * 建房子
 *
 * @author lzhpo
 */
public abstract class AbstractHouse {

    /**
     * 1.打地基
     */
    public abstract void buildBasic();

    /**
     * 2.砌墙
     */
    public abstract void buildWalls();

    /**
     * 3.封顶
     */
    public abstract void roofed();

    public void build() {
        buildBasic();
        buildWalls();
        roofed();
    }

}

实现方法:

public class CommonHouse extends AbstractHouse {
    @Override
    public void buildBasic() {
        System.out.println("  普通房子打地基");
    }

    @Override
    public void buildWalls() {
        System.out.println("  普通房子砌墙");
    }

    @Override
    public void roofed() {
        System.out.println("  普通房子封顶");
    }
}

测试使用:

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        CommonHouse commonHouse = new CommonHouse();
        commonHouse.build();
    }
}

运行结果:

  普通房子打地基
  普通房子砌墙
  普通房子封顶

优缺点

传统方式解决盖房需求

  • 优点:比较好理解,简单操作。
  • 缺点:设计的程序结构过于简单,没有设计缓存层对象,程序的扩展性和维护不好,也就是说,这种设计方案,把产品(房子)和创建产品的过程(建房子流程)封装在一起,耦合性增强了。

解决方案

将产品和产品建造过程解耦 => 建造者模式

建造者模式

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 “开闭原则”

  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。

Demo

产品角色:House

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;
    }
}

抽象建造者:HouseBuilder

public abstract class HouseBuilder {
    protected House house = new House();

    // 建房子的流程
    public abstract void buildBasic();
    public abstract void buildWalls();
    public abstract void roofed();

    /**
     * 建好房子,将产品(房子)返回
     *
     * @return house
     */
    public House buildHouse() {
        return house;
    }

}

具体的建造者1(普通房子建造者):CommonHouse

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");
    }
}

具体的建造者2(高楼大厦建造者):HighBuilding

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120cm");
    }

    @Override
    public void roofed() {
        System.out.println("  高楼的透明屋顶");
    }
}

指挥者:HouseDirector

public class HouseDirector {

    HouseBuilder houseBuilder = null;

    /**
     * 构造器传入houseBuilder
     *
     * @param houseBuilder
     */
    public HouseDirector(HouseBuilder houseBuilder) {
        this.houseBuilder = houseBuilder;
    }

    /**
     * 通过setter设置houseBuilder
     * 
     * @param 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
     *
     * @return
     */
    public House constructHouse() {
        houseBuilder.buildBasic();
        houseBuilder.buildWalls();
        houseBuilder.roofed();
        return houseBuilder.buildHouse();
    }
}

测试使用:

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        // 钙普通房子
        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(房子)
        houseDirector.constructHouse();

        System.out.println("------------------------------");

        // 盖高楼
        HighBuilding highBuilding = new HighBuilding();
        // 重建建造者
        houseDirector.setHouseBuilder(highBuilding);
        // 完成盖房子,返回产品(高楼)
        houseDirector.constructHouse();
    }
}

运行结果:

  普通房子打地基5米
  普通房子砌墙10cm
  普通房子屋顶
------------------------------
  高楼的打地基100米
  高楼的砌墙120cm
  高楼的透明屋顶

建造者模式原理类图:

建造者模式原理类图.png

JDK源码中的建造者模式-StringBuilder

StringBuilder-4.png

抽象建造者:

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。

StringBuilder-1.png

AbstractStringBuilder 实现了 Appendable 接口方法,这里AbstractStringBuilder 已经是建造者,只是不能实例化。

StringBuilder-2.png

指挥者:

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 。

StringBuilder-3.png

StringBuilder-4.png

StringBuilder-5.png

正文到此结束
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