设计模式 - 建造者模式

2023-10-09 14:09:34

文章目录

前言
1. 概述
2. 优缺点
- 1. 优点
- 2. 缺点
3. 结构
4. 案例
5. 使用场景
6. 模式扩展

前言

文章参考黑马的设计模式讲义以及c语言中文网教程C语言中文网教程，菜鸟教程：菜鸟教程。还有一些自己的理解，对于一些概念的东西还是很难自己总结一套出来的。黑马视频：黑马设计模式。下面介绍建造者模式，这个模式在项目中也是常见的。

提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

1. 概述

在生活中，我们常见的汽车，电脑等都是由一个一个的零件组合得到的。我们自己想要得到这些，不需要自己去组装，而是厂家去帮我们组装好的。这些产品的组装都是由很多个部件构成的，并且组装的过程是很灵活的，零件不要求相同，可以是不同品牌的。这样看来，使用原型模型显然不适合，而使用工厂模式也不适合。下面介绍一种新的方式：建造者模式

建造者模式（Builder Pattern）使用多个简单的对象一步一步构建成一个复杂的对象。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。在这个模式中，定义一个 builder，这个 builder 帮我们创建好想要的对象。

2. 优缺点

1. 优点

分离了部件的构造(由Builder来负责)和装配(由Director负责)。符合单一职责原则
由于实现了构建和装配的解耦。不同的构建器，相同的装配，也可以做出不同的对象；相同的构建器，不同的装配顺序也可以做出不同的对象。也就是实现了构建算法、装配算法的解耦，实现了更好的复用。
建造者模式可以将部件和其组装过程分开，一步一步创建一个复杂的对象。用户只需要指定复杂对象的类型就可以得到该对象，而无须知道其内部的具体构造细节。实现了用户和产品创造过程中的解耦
有利于扩展，创建者是独立的

2. 缺点

维护成本高，如果内部变化复杂，就需要很多的建造类
产品必须有共同点，范围有限制

3. 结构

建造者（Builder）模式包含如下角色：

抽象建造者类（Builder）：这个接口规定要实现复杂对象的那些部分的创建，并不涉及具体的部件对象的创建。
具体建造者类（ConcreteBuilder）：实现 Builder 接口，完成复杂产品的各个部件的具体创建方法。在构造过程完成后，提*品的实例。
产品类（Product）：要创建的复杂对象。
指挥者类（Director）：调用具体建造者来创建复杂对象的各个部分，在指导者中不涉及具体产品的信息，只负责保证对象各部分完整创建或按某种顺序创建。

4. 案例

生产自行车是一个复杂的过程，它包含了车架，车座等组件的生产。而车架又有碳纤维，铝合金等材质的，车座有橡胶，真皮等材质。对于自行车的生产就可以使用建造者模式。

实现代码：

1、最终要生成的自行车类

@Data
public class Bike {
    private String frame;
    private String seat;
}

2、抽象建造者类(Builder)，里面定义创建车架和车座的方法，让对应的创建者创建

public abstract class Builder {
	//提供没有装的车
    protected Bike mBike = new Bike();
    //创建车架
    public abstract void buildFrame();
    //创建车座
    public abstract void buildSeat();
    //自行车零件公祖奥
    public abstract Bike createBike();
}

3、摩拜单车创建类（具体建造者）

public class MobikeBuilder extends Builder{
    @Override
    public void buildFrame() {
        mBike.setFrame("铝合金车架");
    }

    @Override
    public void buildSeat() {
        mBike.setSeat("真皮车座");
    }

    @Override
    public Bike createBike() {
        return mBike;
    }
}

4、ofo单车创建类（具体建造者）

public class OfoBuilder extends Builder {

    @Override
    public void buildFrame() {
        mBike.setFrame("碳纤维车架");
    }

    @Override
    public void buildSeat() {
        mBike.setSeat("橡胶车座");
    }

    @Override
    public Bike createBike() {
        return mBike;
    }
}

5、Director，指挥者类，用于指定创建哪种单车

public class Director {
    private Builder builder;

    public Director(Builder builder) {
        this.builder = builder;
    }

    public Bike construct() {
        builder.buildFrame();
        builder.buildSeat();
        return builder.createBike();
    }
}

6、客户端类（测试类）

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        showBike(new OfoBuilder());
        //碳纤维车架
        //橡胶车座
        showBike(new MobikeBuilder());
        //铝合金车架
        //真皮车座
    }
    private static void showBike(Builder builder) {
        //创建出指挥者
        Director director = new Director(builder);
        //指挥者创建出单车
        Bike bike = director.construct();
        //车架
        System.out.println(bike.getFrame());
        //车座
        System.out.println(bike.getSeat());
    }
}

上面的代码中，可以把指挥者写在抽象建造者中，这样的方法可以用来和责任链模式来配合使用，比如在这个类的 construct 方法中可以创建一条单链表的责任链。在 Mybatis 中也是用了很多的建造者模式，比如 Mybatis 中的缓存处理，使用了建造者 + 责任链的模式。这种模式使用起来就很清晰，类的结构很清晰明了，每个类要做什么事都一目了然。

// 抽象 builder 类
public abstract class Builder {

    protected Bike mBike = new Bike();

    public abstract void buildFrame();
    public abstract void buildSeat();
    public abstract Bike createBike();
    
    public Bike construct() {
        this.buildFrame();
        this.BuildSeat();
        return this.createBike();
    }
}

5. 使用场景

建造者（Builder）模式创建的是复杂对象，其产品的各个部分经常面临着剧烈的变化，但将它们组合在一起的算法却相对稳定，所以它通常在以下场合使用。

创建的对象较复杂，由多个部件构成，各部件面临着复杂的变化，但构件间的建造顺序是稳定的。
创建复杂对象的算法独立于该对象的组成部分以及它们的装配方式，即产品的构建过程和最终的表示是独立的。

例子可以看上面说的 Mybatis 的缓存的源码部分

6. 模式扩展

在写项目的时候通常是使用在一个类中的，具体的在这篇文章中很详细地说到为什么要用建造者模式，以及怎么来用。使用创建者模式来创建对象

但是这样的用处有一个缺点就是当要使用反射来赋值的时候，就会导致找不到对应的方法来进行赋值，因为这样的类里面是没有 get 和 set 方法的，创建出来的对象是没有办法改变的，在某种程度上实现了类的不可变性。但是对于一个类要创建出来并且经常要被改动的时候就不要用这种方法了。

如有错误，欢迎指出！！！

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