JAVA设计模式----建造者模式详解

介绍

建造者模式(Builder Pattern):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。建造者模式是一种对象创建型模式。

建造者模式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。

JAVA设计模式----建造者模式详解_第1张图片

角色

  • Builder(抽象建造者):它为创建一个产品Product对象的各个部件指定抽象接口,在该接口中一般声明两类方法,一类方法是buildPartX(),它们用于创建复杂对象的各个部件;另一类方法是getResult(),它们用于返回复杂对象。Builder既可以是抽象类,也可以是接口。
  • ConcreteBuilder(具体建造者):它实现了Builder接口,实现各个部件的具体构造和装配方法,定义并明确它所创建的复杂对象,也可以提供一个方法返回创建好的复杂产品对象。
  • Product(产品角色):它是被构建的复杂对象,包含多个组成部件,具体由建造者创建该产品的内部表示并定义它的装配过程。
  • Director(指挥者):指挥者又称为导演类,它负责安排复杂对象的建造次序,指挥者与抽象建造者之间存在关联关系,可以在其construct()建造方法中调用建造者对象的部件构造与装配方法,完成复杂对象的建造。客户端一般只需要与指挥者进行交互,在客户端确定具体建造者的类型,并实例化具体建造者对象(也可以通过配置文件和反射机制),然后通过指挥者类的构造函数或者Setter方法将该对象传入指挥者类中。

在建造者模式的定义中提到了复杂对象,那么什么是复杂对象?简单来说,复杂对象是指那些包含多个成员属性的对象,这些成员属性也称为部件或零件,如汽车包括方向盘、发动机、轮胎等部件,电子邮件包括发件人、收件人、主题、内容、附件等部件

代码演示

产品角色:

@Data
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
public class Computer
{
    String mouse;
    String keyBoard;
    String screen;
}

抽象建造者 builder

public abstract class Builder
{
    //要建造的产品--子类也可以使用,因此是protected
    protected Computer computer=new Computer();
    //建造的步骤--顺序不固定
    //方法都是抽象的,具体实现交给子类完成
    public abstract Builder buildMouse();
    public abstract Builder buildKeyBoard();
    public abstract Builder buildScreen();
    //创建产品的方法,由当前抽象层实现
    public Computer createComputer()
    {
        return computer;
    }
}

具体建造者 DellComputerBuilder,ASUSComputerBuilder,分别建造戴尔电脑和华硕电脑

//链式调用
public class DellComputerBuilder extends Builder
{
    @Override
    public Builder buildMouse()
    {
        System.out.println("戴尔鼠标组装");
        return this;
    }
    @Override
    public Builder buildKeyBoard()
    {
        System.out.println("戴尔键盘组装");
        return this;
    }
    @Override
    public Builder buildScreen()
    {
        System.out.println("戴尔屏幕组装");
        return this;
    }
}
public class ASUSComputerBuilder extends Builder{
    @Override
    public Builder buildMouse()
    {
        System.out.println("华硕鼠标组装");
        return this;
    }
    @Override
    public Builder buildKeyBoard()
    {
        System.out.println("华硕键盘组装");
        return this;
    }
    @Override
    public Builder buildScreen()
    {
        System.out.println("华硕屏幕组装");
        return this;
    }
}

指挥者 ComputerDirector,指挥构建过程

public class ComputerDirector
{
    //构建电脑的方法
    public Computer construct(Builder builder)
    {
      //构建复杂产品对象
      Computer computer=builder.
              buildMouse().
              buildKeyBoard().
              buildScreen().
              createComputer();
      return computer;
    }
}

客户端测试

public class test
{
    @Test
    public void test()
    {
       //获得建造指挥官
        ComputerDirector computerDirector=new ComputerDirector();
      //创建电脑
      computerDirector.construct(new DellComputerBuilder());
      computerDirector.construct(new ASUSComputerBuilder());
    }
}

JAVA设计模式----建造者模式详解_第2张图片

通过反射创建建造者对象

可以通过反射机制和配置文件配合,创建具体建造者对象

public class test
{
    @SneakyThrows//异常抛出throw,一个简单的try...catch写法
    @Test
    public void test()
    {
       //获得建造指挥官
        ComputerDirector computerDirector=new ComputerDirector();
      //创建电脑
        Class dcb = Class.forName("construct.DellComputerBuilder");
        computerDirector.construct((Builder) dcb.newInstance());
        Class acb = Class.forName("construct.ASUSComputerBuilder");
        computerDirector.construct((Builder) acb.newInstance());
    }
}

优点

在建造者模式中,客户端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。

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。由于指挥者类针对抽象建造者编程,增加新的具体建造者无须修改原有类库的代码,系统扩展方便,符合“开闭原则”。

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。

缺点

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,例如很多组成部分都不相同,不适合使用建造者模式,因此其使用范围受到一定的限制。

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,增加系统的理解难度和运行成本。

适用场景

  • 需要生成的产品对象有复杂的内部结构,这些产品对象通常包含多个成员属性。
  • 需要生成的产品对象的属性相互依赖,需要指定其生成顺序。
  • 对象的创建过程独立于创建该对象的类。在建造者模式中通过引入了指挥者类,将创建过程封装在指挥者类中,而不在建造者类和客户类中。
  • 隔离复杂对象的创建和使用,并使得相同的创建过程可以创建不同的产品。

总结

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本篇文章就到这里了,希望能够给你带来帮助,也希望您能够多多关注脚本之家的更多内容!

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