圖解Java設計模式之建造者模式

圖解Java設計模式之建造者模式蓋房項目需求傳統方式解決蓋房需求傳統方式的問題分析建造者模式基本介紹建造者模式的四個角色建造者模式原理類圖建造者模式在JDK的應用和源碼分析建造者模式的註意事項和細節蓋房項目需求 1）需要建房子：這一過程為打樁、砌牆、封頂2）房子有各種各樣的，比如 ...

圖解Java設計模式之建造者模式

蓋房項目需求

1）需要建房子：這一過程為打樁、砌牆、封頂
2）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。

傳統方式解決蓋房需求

1）思路分析（圖解）
在這裡插入圖片描述

package com.example.demo.builder;

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

	/**
	 * 砌牆
	 */
	public abstract void buildWalls();
	
	/**
	 * 封頂
	 */
	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(" 普通房子砌牆 ");
	}

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

}
package com.example.demo.builder;

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

傳統方式的問題分析

1）優點是比較好理解，簡單易操作。
2）設計的程式結構，過於簡單，沒有設計緩存層對象，程式的擴展和維護不好，也就是說，這種設計方案，把產品（即：房子）和創建產品的過程（即：建房子流程）封裝在一起，耦合性增強了。
3）解決方案：將產品和產品建造過程解耦 =》建造者模式。

建造者模式基本介紹

基本介紹
1）建造者模式（Builder Pattern）又叫生成器模式，是一種對象構建模式。它可以將複雜對象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）的對象。
2）建造者模式是一步一步創建一個複雜的對象，它允許用戶只通過指定複雜對象的類型和內容就可以構建它們，用戶不需要知道內部的具體構建細節。

建造者模式的四個角色

1）Product（產品角色）：一個具體的產品對象。
2）Builder（抽象建造者）：創建一個Product對象的各個部件指定的介面/抽象類。
3）ConcreteBuilder（具體建造者）：實現介面，構建和裝配各個部件。
4）Director（指揮者）：構建一個使用Builder介面的對象。它主要是用於創建一個複雜的對象。它主要有兩個作用，一是：隔離了客戶與對象的生產過程；二是：負責控制產品對象的生產過程。

建造者模式原理類圖

在這裡插入圖片描述

package com.example.demo.builder.improve;

/**
 * 產品 -》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();
	
	/**
	 * 將建造的流程寫好，抽象的方法
	 */
	public abstract void buildBasic();
	public abstract void buildWalls();
	public abstract void roofed();
	
	/**
	 * 建造房子好後，將房子（產品）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(" 普通房子砌牆10cm ");
	}

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

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

public class HighHouse extends HouseBuilder{

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

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

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

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

/**
 * 指揮者，這裡去指定流程，返回產品
 * @author zhaozhaohai
 *
 */
public class HouseDirector {
	private HouseBuilder houseBuilder = null;
	
	/**
	 * 構造器傳入 houseBuilder
	 * @param houseDirector
	 */
	public HouseDirector(HouseBuilder houseBuilder) {
		this.houseBuilder = houseBuilder;
	}

	/**
	 * 通過setter 傳入 houseBuilder
	 * @param houseDirector
	 */
	public void setHouseDirector(HouseBuilder houseBuilder) {
		this.houseBuilder = houseBuilder;
	}
	
	/**
	 * 如何處理建造房子的流程，交給指揮者
	 * @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) {
		// 蓋普通房子
		CommonHouse commonHouse = new CommonHouse();
		// 準備創建房子的指揮者
		HouseDirector houseDirector = new HouseDirector(commonHouse);
		
		// 完成蓋房子，返回產品（房子）
		House house = houseDirector.construHouse();
	}
}

建造者模式在JDK的應用和源碼分析

1）java.lang.StringBuilder中的建造者模式
在這裡插入圖片描述

2）源碼中建造者模式角色分析
（1）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
（2）AbstractStringBuilder 實現了Appendable介面方法，這裡的AbstractStringBuilder已經是建造者，只是不能實例化
（3）StringBuilder 即是指揮者角色，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

建造者模式的註意事項和細節

1）客戶端（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創建過程解耦，使得相同的創建過程可以創建不同的產品對象
2）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，用戶使用不同的具體建造者即可得到不同的產品對象
3）可以更加精細地控制產品的創建過程。將複雜產品的創建步驟分解在不同的方法中，使得創建過程更加清晰，也更方便使用程式來控制創建過程
4）增加新的具體建造者無須修改原有類庫的代碼，指揮者類針對抽象建造者類編程，系統擴展方便，符合“開閉原則”
5）建造者模式所創建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，則不符合使用建造者模式，因此其使用範圍受到一定的限制。
6）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。
7）抽象工廠模式 VS 建造者模式
抽象工廠模式實現對產品家族的創建，一個產品的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。