解锁设计模式的神秘面纱：编写无懈可击的代码之建造者设计模式
原创解锁设计模式的神秘面纱：编写无懈可击的代码之建造者设计模式
原创
前言
设计模式是一种在软件设计中广泛应用的概念，它们代表了解决特定问题或实现特定功能的经验性最佳实践和通用解决方案。设计模式是经过反复验证和测试的，可以帮助开发人员更有效地解决常见的设计问题，提高代码的可维护性、可扩展性和可重用性。
设计模式可以分为三个主要类别：创建型、结构型和行为型。创建型设计模式关注对象的创建机制，结构型设计模式关注类和对象的组合方式，而行为型设计模式关注对象之间的通信和协作方式。在这些类别中，存在许多常见的设计模式.
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什么是建造者模式?
建造者模式是一种软件设计模式，它用于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。建造者模式通常用于创建复杂对象，它包含多个部分，每个部分可以有不同的组成方式。
需求
一个类计算机类Computer包括以下变量
- cpu
- ram
- usbCount
- keyboard
- display
而其他3个是可选参数
- usbCount
- keyboard
- display
两种常用的方式
折叠构造器模式
Javabean 直接定义
缺点
第1种
第一种主要是使用及阅读不方便。当调用一个类的构造函数时， 首先要决定使用哪一个，里面参数又很多，参数的类型也不一样，
这样很容易搞混
第2种
在构建过程中对象的状态容易发生变化,造成错误。
因为那个类中的属性是分步设置的，所以就容易出错。
特点
在软件开发过程中有时需要创建一个复杂的对象，这个复杂对象通常由多个子部件按一定的步骤组合而成。 产品都是由多个部件构成的，各个部件可以灵活选择，但其创建步骤都大同小异。
这类产品的创建无法用前面介绍的工厂模式描述，只有建造者模式可以很好地描述该类产品的创建。
建造者模式解决需求(代码实现)
第一步:创建目标类, 也就是我们的产品
/**
* 产品 计算机
*
* @author yang shuai
* @date 2022/12/4
*/
public class Computer {
private final String cpu;// 必须
private final String ram;// 必须
private int usbCount;// 可选
private String keyboard;// 可选
private String display;// 可选
public Computer(String cpu, String ram) {
this.cpu = cpu;
this.ram = ram;
}
public void setUsbCount(int usbCount) {
this.usbCount = usbCount;
}
public void setKeyboard(String keyboard) {
this.keyboard = keyboard;
}
public void setDisplay(String display) {
this.display = display;
}
@Override
public String toString() {
return "Computer{" + "cpu='" + cpu + '\'' + ", ram='" + ram + '\'' + ", usbCount=" + usbCount + ", keyboard='" + keyboard + '\'' + ", display='" + display + '\'' + '}';
}
}第二步:创建抽象构建者类
public abstract class ComputerBuilder {
public abstract void buildCount(int usbCount);
public abstract void buildKeyboard(String keyBoard);
public abstract void buildDisplay(String display);
public abstract Computer makeComputer();
}第三步:创建具体建造者类
public class HWComputerBuilder extends ComputerBuilder{
private Computer computer;
public HWComputerBuilder(String cpu, String ram) {
computer=new Computer(cpu,ram);
}
@Override
public void buildCount(int usbCount) {
computer.setUsbCount(usbCount);
}
@Override
public void buildKeyboard(String keyBoard) {
computer.setKeyboard(keyBoard);
}
@Override
public void buildDisplay(String display) {
computer.setDisplay(display);
}
@Override
public Computer makeComputer() {
return computer;
}
}第四步:创建指挥类
public class ComputerDirector {
private ComputerBuilder builder;
public void setBuilder(ComputerBuilder builder) {
this.builder = builder;
}
public Computer makeComputer(int useCount,String display,String keyBoard){
builder.buildCount(useCount);
builder.buildDisplay(display);
builder.buildKeyboard(keyBoard);
return builder.makeComputer();
}
}定义
指将一个复杂对象的构造与它的表示分离，使同样的构建过程可以创建不同的表示，这样的设计模式被称为建造者模式。 它是将一个复杂的对象分解为多个简单的对象，然后一步一步构建而成。即产品的组成部分是不变的，但每一部分是可以灵活选择的。
建造者模式与工厂模式的区别
工厂模式
- 工厂模式注重于创建产品
- 工厂模式创建出来的产品都是一个样子
- 工厂模式的关注点是只要创建出对象就可以了建造者模式
- 建造者模式注重于方法的调用顺序
- 建造者模式可以创建出复杂的产品,由各种复杂的部件组成
- 建造者模式不仅要创建产品,，还要知道该产品是由哪些部件组成的
建造者模式包括四个角色：
- Product（产品角色):一个具体的产品对象。
- 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。
- ConcreteBuilder（具体建造者):实现接口，构建和装配各个部件。
- 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。
- 作用
- 隔离了客户与对象的生产过程
- 负责控制产品对象的生产过程。
建造者模式的优点有：
- 它隔离了具体组建和装配方式，使得构建过程与具体实现分离。
- 它支持构建复杂对象，并且可以控制复杂对象的构建顺序。
- 它可以使得用户可以独立地改变一个对象的内部表示。
- 它可以提供一种灵活的构建方式，在用户不确定最终的产品的具体细节时也可以创建对象。
- 它可以有效地防止用户在构建过程中破坏产品的结构。大白话:
封装性好，构建和表示分离。 扩展性好，各个具体的建造者相互独立，有利于系统的解耦。
客户端不必知道产品内部组成的细节，建造者可以对创建过程逐步细化，而不对其它模块产生任何影响，便于控制细节风险。
建造者模式的缺点有：
- 产生多余的Builder对象
- 产品内部发生变化，建造者都要修改，成本较大
建造者模式第二种写法
解决产生多余的Builder对象等
在Computer 中创建一个静态内部类 Builder，然后将Computer 中的参数都复制到Builder类中。
示例:
/**
* 使用静态内部类构造数据
*
* @author yang shuai
* @date 2022/12/9
*/
public class Computer {
private final String cpu;//必须
private final String ram;//必须
private final int usbCount;//可选
private final String keyboard;//可选
private final String display;//可选
@Override
public String toString() {
return "Computer{" + "cpu='" + cpu + '\'' + ", ram='" + ram + '\'' + ", usbCount=" + usbCount + ", keyboard='" + keyboard + '\'' + ", display='" + display + '\'' + '}';
}
private Computer(Builder computerBuilder) {
this.cpu = computerBuilder.cpu;
this.ram = computerBuilder.ram;
this.usbCount = computerBuilder.usbCount;
this.keyboard = computerBuilder.keyboard;
this.display = computerBuilder.display;
}
public static class Builder {
private final String cpu;//必须
private final String ram;//必须
private int usbCount;//可选
private String keyboard;//可选
private String display;//可选
public Builder(String cup, String ram) {
this.cpu = cup;
this.ram = ram;
}
public Builder buildUsbCount(int usbCount) {
this.usbCount = usbCount;
return this;
}
public Builder buildKeyboard(String keyboard) {
this.keyboard = keyboard;
return this;
}
public Builder buildDisplay(String display) {
this.display = display;
return this;
}
public Computer build() {
return new Computer(this);
}
}
}使用场景
如果一个对象有非常复杂的内部结构(很多属性) 想把复杂对象的创建和使用分离
总结
用来创建复杂的复合对象
源码分析
StringBuilder
- JDK 的 StringBuilder 类中提供了 append() 方法，这就是一种链式创建对象的方法，开放构造步骤，最后调用 toString() 方法就可以获得一个完整的对象
image-1670519705111
SqlSessionFactoryBuilder
MyBatis 中 SqlSessionFactoryBuiler 类用到了建造者模式。且在 MyBatis 中 SqlSessionFactory是由 SqlSessionFactoryBuilder 产生的
image-1670519761214
image-1670519771112XMLConfigBuilder 负责 Configuration 各个组件的创建和装配，整个装配的流程化过程如下：
image-1670519777949XMLConfigBuilder 负责创建复杂对象 Configuration，其实就是一个具体建造者角色。SqlSessionFactoryBuilder 只不过是做了一层封装去构建 SqlSessionFactory 实例，这就是建造者模式简化构建的过程。
最后
本期结束咱们下次再见👋~
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原创声明：本文系作者授权腾讯云开发者社区发表，未经许可，不得转载。
如有侵权，请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。
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