建造者模式
本文参考:《修炼Java开发技术:在架构中体验设计模式和算法之美 于广编著》。
在软件开发过程中,当遇到一个“复杂的对象”,该对象由好多部分组成,各个部分的组合比较稳定或者有一定的依赖次序,但各个部分自身却会经常面临着变化时,冷䲽隔离出“复杂对象的各个部分”的变化,从而保持系统中的“稳定构件算法”,这就是建造者模式的任务。
建造者模式是将复杂的内部创建封装在内部,对于外部调用的人来说,只需要使传入建造者和建造工具,关于内部是如何建造成成品的,调用者无需关心。
适用场景:
1、需要生成的产品有复杂的内部结构。
2、需要生成的产品对象的属性互相依赖。
3、在对象的创建过程中会使用到其他的对象。
建造者模式的结构:
Director<>--(聚合)--> Builder <|--(泛化)-- ConcreteBuilder<--(依赖)--Product
Builer(抽象建造者):它为创建一个产品product对象的各个部件指定抽象接口,在该接口中一般声明两类方法,一类buildPartX(),它们用于创建复杂对象的各个部件;另一类方法时getResult(),它们用于返回复杂对象。Builder既可以是抽象类,也可以是接口。
ConcreteBuilder(具体建造者):它实现了Builder接口,实现各个部件的具体构造和装配方法,定义并明确它所创建的复杂对象,也可以提供一个方法返回创建好的复杂产品对象。
Product(产品角色):它是被构建的复杂对象,包含多个组成部件,集体建造者创建该产品的内部表示并定义它的装配过程。
Director(指挥者):指挥者又被称为导演类,它负责安排复杂对象的建造次序,指挥者与抽象建造者之间存在关联关系,可以在其构件方法construct()中调用建造者对象的部件构造与装配方法,完成建造复杂对象的任务。客户端一般与指挥者进行交互,在客户端确定具体建造者的类型,并实例化具体建造者对象,然后通过指挥者类的构造函数或者setter方法将该对象传入指挥者类中。
举例说明:
加入要通过一个汽车工厂组装一辆汽车。其中汽车由车头、车身和车位3部分组成,它的基本组装步骤如下:1、组装车头;2、组装车身;3、组装车尾。
不管要创建吉普车、卡车、公交车,它们都可以各自重新定义车头、车身和车尾的组装方法。而通过这些被重新定义的方法和相同的组装步骤,就可以组装具有不同属性的各类汽车。
由此可以知道,上述场景满足Builder模式的应用场景所提到的如下条件:
1、对象的创建:我的需要创建对象;
2、创建的是一个复合对象:汽车的头部,车身,尾部等复合对象;
3、关注对象创建的各部分的创建过程:吉普车和卡车等对车头、车身、车尾的组装方法不尽相同。
设计类如下:
CarDirector:汽车组装操作的封装类;
CarBuilder:汽车组装抽象类;
JeepBuilder:吉普车组装类,继承CarBuilder类;
Car:汽车类,包括车头、车身、车尾等属性。由JeepBuilder等创建。
package org.dyb.design.builder; public class Car { private String head;//车头 private String body;//车身 private String tail;//车尾 public String getHead() { return head; } public void setHead(String head) { this.head = head; } public String getBody() { return body; } public void setBody(String body) { this.body = body; } public String getTail() { return tail; } public void setTail(String tail) { this.tail = tail; } @Override public String toString(){ return head+"-"+body+"-"+tail; } }
package org.dyb.design.builder; public abstract class CarBuilder { public abstract void makeHead(); public abstract void makeBody(); public abstract void makeTail(); public abstract Car getCar();//得到汽车对象 }
package org.dyb.design.builder; public class JeepBuilder extends CarBuilder { private Car car = new Car(); @Override public void makeHead() { car.setHead("jeep head"); } @Override public void makeBody() { car.setBody("jeep body"); } @Override public void makeTail() { car.setTail("jeep tail"); } @Override public Car getCar() { return car; } }
package org.dyb.design.builder; public class CarDirector { public void makeCar(CarBuilder builder){ builder.makeHead();//组装车头 builder.makeBody();//组装车身 builder.makeTail();//组装车尾 } }
测试:
package org.dyb.design.builder; import org.junit.Test; public class TestBuilder { @Test public void test(){ CarDirector carDirector = new CarDirector(); CarBuilder b = new JeepBuilder(); carDirector.makeCar(b); Car car = b.getCar(); System.out.println(car.toString()); } }
结果:jeep head-jeep body-jeep tail
建造者模式与工厂模式的区别:
关注点不同。工厂模式只关心你要的是什么,而不关心东西的具体细节是什么。建造者模式则关心的是这个东西的具体细节的创建。
建造者模式的总结:
优点:
1、封装性。
可以使客户端不必知道产品内部组成的细节。
2、建造者独立,容易扩展。
3、便于控制细节风险。
因为具体的建造者是独立的,因此可以对建造者建造过程逐步细化,而不对其他的模块产生任何影响。
使用场景:
1、相同的方法,不同的执行顺序,产生不同的事件结果。
2、多个部件或者零件,都可以装配到一个对象中,但是产生的运行结果又不相同。
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