Java 深入理解建立型設計模式之建造者模式

2022-02-16 19:00:22

1.提出問題

假如說，我們需要建房子:這一過程為打樁、砌牆、封頂。房子有各種各樣的，比如普通房，高樓，別墅，各種房子的過程雖然一樣，但是要求不要相同的.3)請編寫程式，完成需求。

傳統的想法應該就是下面這個類圖的形式。.

那麼這種寫法的優點就是比較好理解，簡單易操作。

缺點則是：設計的程式結構，過於簡單，沒有設計快取層物件，程式的擴充套件和維護不好。也就是說，這種設計方案，把產品(即: 房子)和建立產品的過程(即: 建房子流程)封裝在一起，耦合性增強了。

解決方案: 將產品和產品建造過程解耦 => 建造者模式。

2.什麼是建造者模式？

建造者模式(Builder Pattern〉又叫生成器模式，是一種物件構建模式。它可以將複雜物件的建造過程抽象出來(抽象類別)，使這個抽象過程的不同實現方法可以構造出不同表現（屬性）的物件。
建造者模式是一步一步建立一個複雜的物件，它允許使用者只通過指定複雜物件的型別和內容就可以構建它們，使用者不需要知道內部的具體構建細節。

而在建造者模式中有四大角色：

Product(產品角色): 一個具體的產品物件。
Builder(抽象建造者): 建立一個Product物件的各個部件指定的介面/抽象類。
ConcreteBuilder(具體建造者)：實現介面，構建和裝配各個部件。
Director(指揮者): 構建一個使用Builder介面的物件。它主要是用於建立一個複雜的物件。它主要有兩個作用，一是: 隔離了客戶與物件的生產過程，二是: 負責控制產品物件的生產過程。

3.案例程式碼

如果說將上面蓋房子的案例使用建造者模式來解決了話，那麼類圖就是下面這樣。（四大角色都在其中），House類就是具體的產品（我們要蓋的房子實體），HouseBuilder則是抽象建造者，具體的建造過程不在它內部實現，而是由它下面的幾個子類來完成，這幾個子類就是具體建造者（CommonHouse、HighBuilding），指揮者則是HouseDirector，它來負責產品物件的建造過程（我到底要建造哪種型別的房子）。最後的Client則是我們的測試類。

package com.szh.builder;
 
public class House {
    private String basic;
    private String wall;
    private String roof;
 
    //setter and getter
}

package com.szh.builder;
 
//抽象的建造者
public abstract class HouseBuilder {
 
    protected House house = new House();
 
    //將建造的流程寫好, 抽象的方法
    public abstract void buildBasic();
    public abstract void buildWall();
    public abstract void buildRoof();
 
    //建造房子好， 將產品(房子)返回
    public House buildHouse() {
        return house;
    }
 
}

package com.szh.builder;
 
public class CommonHouse extends HouseBuilder {
    @Override
    public void buildBasic() {
        System.out.println(" 普通房子打地基5m.... ");
    }
 
    @Override
    public void buildWall() {
        System.out.println(" 普通房子砌牆10cm.... ");
    }
 
    @Override
    public void buildRoof() {
        System.out.println(" 普通房子新增屋頂.... ");
    }
}

package com.szh.builder;
 
public class HighHouse extends HouseBuilder {
    @Override
    public void buildBasic() {
        System.out.println(" 高樓打地基100m.... ");
    }
 
    @Override
    public void buildWall() {
        System.out.println(" 高樓砌牆20cm.... ");
    }
 
    @Override
    public void buildRoof() {
        System.out.println(" 高樓新增透明屋頂.... ");
    }
}

package com.szh.builder;
 
//指揮者，這裡去指客製化作流程，返回產品
public class HouseDirector {
 
    HouseBuilder houseBuilder;
 
    //構造器傳入 houseBuilder
    public HouseDirector(HouseBuilder houseBuilder) {
        this.houseBuilder = houseBuilder;
    }
 
    //通過setter傳入 houseBuilder
    public void setHouseBuilder(HouseBuilder houseBuilder) {
        this.houseBuilder = houseBuilder;
    }
 
    //如何處理建造房子的流程，交給指揮者
    public House constructHouse() {
        houseBuilder.buildBasic();
        houseBuilder.buildWall();
        houseBuilder.buildRoof();
        return houseBuilder.buildHouse();
    }
}

package com.szh.builder;
 
public class MainTest {
    public static void main(String[] args) {
        //蓋普通房子
        CommonHouse commonHouse = new CommonHouse();
        //準備建立房子的指揮者
        HouseDirector houseDirector = new HouseDirector(commonHouse);
        //完成蓋房子，返回產品(普通房子)
        houseDirector.constructHouse();
 
        System.out.println("--------------------------");
 
        //蓋高樓
        HighHouse highHouse = new HighHouse();
        //重置建造者
        houseDirector.setHouseBuilder(highHouse);
        //完成蓋房子，返回產品(高樓)
        houseDirector.constructHouse();
    }
}

3.JDK中的建造者模式

我們來看StringBuilder這個類，以及它的父類別，父類別實現的相關介面。

Appendable介面定義了多個append方法(抽象方法)，即Appendable為抽象建造者，定義了抽象方法。
AbstractStringBuilder實現了Appendable介面方法，這裡的 AbstractStringBuilder已經是建造者，只是不能範例化。
StringBuilder即充當了指揮者角色，同時充當了具體的建造者，建造方法的實現是由AbstractStringBuilder 完成，而 StringBuilder 繼承了AbstractStringBuilder。

4.建造者模式總結

使用者端(使用程式)不必知道產品內部組成的細節，將產品本身與產品的建立過程解耦，使得相同的建立過程可以建立不同的產品物件。
每一個具體建造者都相對獨立，而與其他的具體建造者無關，因此可以很方便地替換具體建造者或增加新的具體建造者，使用者使用不同的具體建造者即可得到不同的產品物件。
可以更加精細地控制產品的建立過程。將複雜產品的建立步驟分解在不同的方法中，使得建立過程更加清晰，也更方便使用程式來控制建立過程。
增加新的具體建造者無須修改原有類庫的程式碼，指揮者類針對抽象建造者類程式設計，系統擴充套件方便，符合「開閉原則」。
建造者模式所建立的產品一般具有較多的共同點，其組成部分相似，如果產品之間的差異性很大，則不適合使用建造者模式，因此其使用範圍受到一定的限制。
如果產品的內部變化複雜，可能會導致需要定義很多具體建造者類來實現這種變化，導致系統變得很龐大，因此在這種情況下，要考慮是否選擇建造者模式。
抽象工廠模式實現對產品家族的建立，一個產品家族是這樣的一系列產品:具有不同分類維度的產品組合，採用抽象工廠模式不需要關心構建過程，只關心什麼產品由什麼工廠生產即可。而建造者模式則是要求按照指定的藍圖建造產品，它的主要目的是通過組裝零配件而產生一個新產品。

到此這篇關於Java 深入理解建立型設計模式之建造者模式的文章就介紹到這了,更多相關Java 建造者模式內容請搜尋it145.com以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大家以後多多支援it145.com！