java设计模式4-建造者模式

引出问题

1、需要建房子:打桩、砌墙、封顶

2、房子各种各样,比如普通房、高楼等

3、请编写重新,完成需求

 

传统方法解决盖房需求

思路分析

 

代码

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 ");
    }
}

传统方式问题分析

1、优点是比较好理解,简单易操作

2、设计的程序结构,过于简单,没有设计缓存层对象,程序的扩展和维护不好.也就是说,这种设计方案,把产品(房子)和创建过程(建房子过程)直接封装在一起

解决:将产品和产品建造过程解耦=》建造者模式

 

建造者模式基本介绍

1、建造者模式,又叫生成器模式,是一种对象构建模式.可以将复杂对象的建造过程抽象出来,使得同样得构建过程可以创建不同的表示.

2、建造者模式是一步一步创建一个复杂的对象,它允许用户指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

3、使用场景:一些基本得组件不会变,而组合可以任意变化

4、主要是将不变的东西抽象出来

 

建造者模式的四个角色

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.它主要是用于创建一个复杂的对象.,作用

　　a) 隔离了客户与对象的生产过程

　　b) 负责控制产品对象的生产过程

类图

 

建造者模式解决盖房需求应用实例

1、需要建房子:这一过程为打桩、砌墙、封顶.不管是普通房子也好,别墅也好都需要经历这些过程

代码

//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();
   }

}

 

// 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;
   }

}

public class CommonHouseBuilder extends HouseBuilder {
    private CommonHouse house = new CommonHouse();

    @Override
    public void buildBasic() {
        // TODO Auto-generated method stub
//    System.out.println(" 普通房子打地基5米 ");
        house.buildBasic();
    }

    @Override
    public void buildWalls() {
        // TODO Auto-generated method stub
        house.buildWalls();
    }

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

建造者模式在JDK的应用和源码分析

java.lang.StringBuilder中的建造者模式

1、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.

2、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.

3、StringBuilder即充当了指挥者角色,同时充当了具体的建造者,建造方法的实现是有AbstractStringBuilder完成,而StringBuilder继承了AbstractStringBuilder.

　　a) 把Director和抽象建造者进行结合

　　b) 简化系统结构,加重了抽象建造者类的职责,不太符合单一职责原则

 

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,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.

3、可以更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,创建过程更加清晰,也更加方便使用程序来控制创建过程

4、增加新的具体建造者无须修改原有类库的代码,指挥者针对抽象建造者类编程,系统扩展方便,符合开闭原则

5、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,则不适合使用建造者模式,因此其使用范围受到一定使用限制

6、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,因此在这种情况,要考虑是否选择建造者模式

 

抽象工厂模式和建造者模式

1、与抽象工厂模式相比,建造者模式返回一个组装完好的产品,而抽象工厂模式返回一系列产品,这些产品位于不同的产品等级结构,构成一个产品簇(不关心构造过程,只关心什么产品由什么工厂生产)

2、在抽象工厂模式中,客户端实例化工厂类,然后调用工厂方法获取所需产品对象,而在建造者模式中客户端可以不直接调用建造者相关方法,而是通过指挥者类来指导如何生产对象,包括对象的组装和建造步骤,它侧重于一步步构造一个复杂对象,返回一个完整对象.(按照指定蓝图建造产品)

3、如果将抽象工厂模式看出汽车配件生产工厂,生产一个产品簇的产品那么建造者模式就是一个汽车组装工厂,通过对部件的组装可以返回一辆完整的汽车.