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  • 4.建造者模式

    建造者模式

    一、盖房项目需求

    1)建房过程:打桩、砌墙、封顶

    2)房子有多种样式:普通房、高楼、别墅。各种房子建造过程一样,要求不同

    二、传统方式解决盖房需求

    1.思路分析图解

    2.代码实现

    /**
     * 建房子抽象类
     */
    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();
    	}
    }
    
    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 ");
    	}
    }
    
    // 使用
    public class Client {
       public static void main(String[] args) {
          CommonHouse commonHouse = new CommonHouse();
          commonHouse.build();
       }
    }
    

    3.传统方式分析

    1)过于简单,没有设计缓存层对象,程序的扩展和维护不好,这种方案把产品(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。

    2)解决方案:将产品和产品建造过程解耦(建造者模式)

    三、建造者模式

    1.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,使这个抽象过程的不同实现方法可以构造出不同表现的对象。

    2)建造者模式是一步一步创建一个复杂的对象,它允许用户只通过制定复杂对象的类型和内容就可以构建它们,不需要知道内部的具体构建细节。

    2. 建造者模式四个角色

    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。主要用于创建一个复杂的对象。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。

    3. 原理类图

    4.代码实现

    //产品->Product
    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;
    	}
    }
    
    // 抽象的建造者
    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, 将产品(房子) 返回
    	public House buildHouse() {
    		return house;
    	}
    }
    
    // 具体建造者->普通房子
    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->高楼
    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20cm ");
    	}
    
    	@Override
    	public void roofed() {
    		System.out.println(" 高楼的透明屋顶 ");
    	}
    }
    
    //指挥者,这里去指定制作流程,返回产品
    public class HouseDirector {
    	
    	HouseBuilder houseBuilder = null;
    
    	//构造器传入 houseBuilder
    	public HouseDirector(HouseBuilder houseBuilder) {
    		this.houseBuilder = houseBuilder;
    	}
    
    	//通过setter 传入 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
    	public House constructHouse() {
    		houseBuilder.buildBasic();
    		houseBuilder.buildWalls();
    		houseBuilder.roofed();
    		return houseBuilder.buildHouse();
    	}
    }
    

    运行

    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(普通房子)
    		House house = houseDirector.constructHouse();
    		
    		//System.out.println("输出流程");
    		
    		System.out.println("--------------------------");
    		//盖高楼
    		HighBuilding highBuilding = new HighBuilding();
    		//重置建造者
    		houseDirector.setHouseBuilder(highBuilding);
    		//完成盖房子,返回产品(高楼)
    		houseDirector.constructHouse();
    	}
    }
    

    四、建造者模式在JDK的应用和源码分析

    1)java.lang.StringBuilder中使用建造者模式

    2)源码

    1. 源码中建造者模式角色分析
    • 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
    • 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
    • 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

    五、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,与其他的具体建造者无关,因此可以很方便的替换具体建造者或者增加新的

    3)建造者模式所创建的产品一般具有较多的共同点,如果产品之间差异性很大,则不适合使用建造者模式。

    4)抽象工厂模式VS建造者模式

    抽象工厂模式不需要关心构建过程,只关心什么产品是由什么工厂生产即可。建造者模式则是按照指定蓝图建造产品,主要目的是通过组装零配件而产生新产品。

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