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图解Java设计模式之建造者模式

图解Java设计模式之建造者模式

盖房项目需求

1)需要建房子 :这一过程为打桩、砌墙、封顶 2)房子有各种各样的,比如普通房、高楼、别墅,各种房子的过程虽然一样,但是要求不要相同的。

传统方式解决盖房需求

1)思路分析(图解)

package com.example.demo.builder;

public abstract class AbstractHouse {
	
	/**
	 * 打地基
	 */
	public abstract void buildBasic();

	/**
	 * 砌墙
	 */
	public abstract void buildWalls();
	
	/**
	 * 封顶
	 */
	public abstract void roofed();
	
	public void build() {
		buildBasic();
		buildWalls();
		roofed();
	}
}
package com.example.demo.builder;

public class CommonHouse extends AbstractHouse{

	@Override
	public void buildBasic() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(" 普通房子打地基 ");
	}

	@Override
	public void buildWalls() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(" 普通房子砌墙 ");
	}

	@Override
	public void roofed() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(" 普通房子封顶 ");
	}

}
package com.example.demo.builder;

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

传统方式的问题分析

1)优点是比较好理解,简单易操作。 2)设计的程序结构,过于简单, 没有设计缓存层对象,程序的扩展和维护不好,也就是说,这种设计方案,把产品(即 :房子)和创建产品的过程(即 :建房子流程)封装在一起,耦合性增强了。 3)解决方案 :将产品和产品建造过程解耦 =》建造者模式

建造者模式基本介绍

基本介绍 1)建造者模式(Builder Pattern)又叫生成器模式,是一种对象构建模式。它可以将复杂对象的建造过程抽象出来(抽象类别),使这个抽象过程的不同实现方法可以构造出不同表现(属性)的对象。 2)建造者模式是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。

建造者模式原理类图

package com.example.demo.builder.improve;

/**
 * 产品 -》Product
 * @author zhaozhaohai
 *
 */
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;
	}
	
}
package com.example.demo.builder.improve;

/**
 * 抽象的建造者
 * @author zhaozhaohai
 *
 */
public abstract class HouseBuilder {
	protected House house = new House();
	
	/**
	 * 将建造的流程写好,抽象的方法
	 */
	public abstract void buildBasic();
	public abstract void buildWalls();
	public abstract void roofed();
	
	/**
	 * 建造房子好后,将房子(产品)返回,
	 */
	public House buildHouse() {
		return house;
	}
}
package com.example.demo.builder.improve;

public class CommonHouse extends HouseBuilder{

	@Override
	public void buildBasic() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(" 普通房子打地基5米 ");
	}

	@Override
	public void buildWalls() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(" 普通房子砌墙10cm ");
	}

	@Override
	public void roofed() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(" 普通房子盖屋顶 ");
	}

}
package com.example.demo.builder.improve;

public class HighHouse extends HouseBuilder{

	@Override
	public void buildBasic() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(" 高楼的打地基100米 ");
	}

	@Override
	public void buildWalls() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(" 高楼的砌墙50米 ");
	}

	@Override
	public void roofed() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(" 高楼的透明的屋顶 ");
	}

}
package com.example.demo.builder.improve;

/**
 * 指挥者,这里去指定流程,返回产品
 * @author zhaozhaohai
 *
 */
public class HouseDirector {
	private HouseBuilder houseBuilder = null;
	
	/**
	 * 构造器传入 houseBuilder
	 * @param houseDirector
	 */
	public HouseDirector(HouseBuilder houseBuilder) {
		this.houseBuilder = houseBuilder;
	}

	/**
	 * 通过setter 传入 houseBuilder
	 * @param houseDirector
	 */
	public void setHouseDirector(HouseBuilder houseBuilder) {
		this.houseBuilder = houseBuilder;
	}
	
	/**
	 * 如何处理建造房子的流程,交给指挥者
	 * @return
	 */
	public House construHouse() {
		houseBuilder.buildBasic();
		houseBuilder.buildWalls();
		houseBuilder.roofed();
		return houseBuilder.buildHouse();
	}
	
}
package com.example.demo.builder.improve;

public class Client {
	public static void main(String[] args) {
		// 盖普通房子
		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)
		House house = houseDirector.construHouse();
	}
}

建造者模式在JDK的应用和源码分析

1)java.lang.StringBuilder中的建造者模式

2)源码中建造者模式角色分析 (1)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 (2)AbstractStringBuilder 实现了Appendable接口方法,这里的AbstractStringBuilder已经是建造者,只是不能实例化 (3)StringBuilder 即是指挥者角色,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

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,则不符合使用建造者模式,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,一个产品的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。

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