圖解Java設計模式之建造者模式-有解無憂

圖解Java設計模式之建造者模式

蓋房專案需求
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的應用和原始碼分析
建造者模式的注意事項和細節

蓋房專案需求

1）需要建房子：這一程序為打樁、砌墻、封頂
2）房子有各種各樣的，比如普通房、高樓、別墅，各種房子的程序雖然一樣，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）
在這里插入圖片描述

package com.example.demo.builder;

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

	/**
	 * 砌墻
	 */
	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(" 普通房子砌墻 ");
	}

	@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，過于簡單，沒有設計快取層物件，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）和創建產品的程序（即：建房子流程）封裝在一起，耦合性增強了，
3）解決方案：將產品和產品建造程序解耦 =》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，是一種物件構建模式，它可以將復雜物件的建造程序抽象出來（抽象類別），使這個抽象程序的不同實作方法可以構造出不同表現（屬性）的物件，
2）建造者模式是一步一步創建一個復雜的物件，它允許用戶只通過指定復雜物件的型別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）：一個具體的產品物件，
2）Builder（抽象建造者）：創建一個Product物件的各個部件指定的介面/抽象類，
3）ConcreteBuilder（具體建造者）：實作介面，構建和裝配各個部件，
4）Director（指揮者）：構建一個使用Builder介面的物件，它主要是用于創建一個復雜的物件，它主要有兩個作用，一是：隔離了客戶與物件的生產程序；二是：負責控制產品物件的生產程序，

建造者模式原理類圖

在這里插入圖片描述

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();
	
	/**
	 * 建造房子好后，將房子（產品）回傳，
	 */
	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(" 普通房子砌墻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(" 高樓的砌墻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，這里去指定流程，回傳產品
 * @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，回傳產品（房子）
		House house = houseDirector.construHouse();
	}
}

建造者模式在JDK的應用和原始碼分析

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

2）原始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 實作了Appendable介面方法，這里的AbstractStringBuilder已經是建造者，只是不能實體化
（3）StringBuilder 即是指揮者角色，同時充當了具體的建造者，建造方法的實作是由AbstractStringBuilder完成，而StringBuilder 繼承了AbstractStringBuilder

建造者模式的注意事項和細節

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程序解耦，使得相同的創建程序可以創建不同的產品物件
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物件
3）可以更加精細地控制產品的創建程序，將復雜產品的創建步驟分解在不同的方法中，使得創建程序更加清晰，也更方便使用程式來控制創建程序
4）增加新的具體建造者無須修改原有類別庫的代碼，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，因此其使用范圍受到一定的限制，
6）如果產品的內部變化復雜，可能會導致需要定義很多具體建造者類來實作這種變化，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
抽象工廠模式實作對產品家族的創建，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，采用抽象工廠模式不需要關心構建程序，只關心什么產品由什么工廠生產即可，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，

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標籤：設計模式

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