建造者模式

2024-02-02 14:17:34

盖房项目需求
1) 需要建房子：这一过程为打桩、砌墙、封顶
2) 房子有各种各样的，比如普通房，高楼，别墅，各种房子的过程虽然一样，但是要求不要相同的.
3) 请编写程序，完成需求.

传统方式解决盖房需求
1、分析

2、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() {
		// 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(" 普通房子砌墙 ");
	}
	@Override
	public void roofed() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(" 普通房子封顶 ");
	}
}
public class Client {
	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		CommonHouse commonHouse = new CommonHouse();
		commonHouse.build();
	}
}

传统方式解决盖房需求问题分析

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(即：房子) 和创建产品的过程(即：建房子流程) 封装在一起，耦合性增强了。

3) 解决方案：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

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（抽象类别），使这个抽象过程的不同实现方法可以构造出不同表现（属性）的对象。（抽象出来的是建造者，之前一直觉得把产品抽象出来。后面代码会有体现）

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。

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。它主要有两个作用，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。

建造者模式原理类图

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，下面我们使用建造者模式(Builder Pattern)来完成

2) 思路分析图解(类图)

3) 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;
	}
}
//具体的建造者1
public class HighBuilding extends HouseBuilder {
	@Override
	public void buildBasic() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(" 高楼的打地基100米 ");
	}
	@Override
	public void buildWalls() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(" 高楼的砌墙20cm ");
	}
	@Override
	public void roofed() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(" 高楼的透明屋顶 ");
	}
}
//具体的建造者2
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(" 普通房子砌墙10cm ");
	}
	@Override
	public void roofed() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(" 普通房子屋顶 ");
	}
}
//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();
	}
}

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();	
		
	}
}

建造者模式在JDK的应用和源码分析

1) java.lang.StringBuilder中的建造者模式

2) 代码说明+Debug源码

建造者模式在JDK的应用和源码分析

3) 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

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

4) 增加新的具体建造者无须修改原有类库的代码，指挥者类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的限制。

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，因此在这种情况下，要考虑是否选择建造者模式.

7) 抽象工厂模式VS建造者模式抽象工厂模式实现对产品家族的创建，一个产品家族是这样的一系列产品：具有不同分类维度的产品组合，采用抽象工厂模式不需要关心构建过程，只关心什么产品由什么工厂生产即可。而建造者模式则是要求按照指定的蓝图建造产品，它的主要目的是通过组装零配件而产生一个新产品

码农公寓

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