建造者模式的运用

傷城~ 2024-03-16 14:20 49阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*  一、建造者模式的运用
 *   *  1.1 介绍
     *  1.2 建造者模式结构
     *  1.3 建造者模式类图
     *  1.4 组装自行车案例
     *   *  1.4.1 组装自行车案例类图
         *  1.4.2 代码
     *  1.5 优缺点
     *  1.6 使用场景
     *  1.7 模式扩展
     *   *  1.7.1 原始代码
         *  1.7.2 重构代码

## 一、建造者模式的运用 ##

### 1.1 介绍 ###

将一个复杂对象的构建与表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

*  **分离**了部件的构造(由Builder来负责)和装配(由Director负责)。 从而可以构造出复杂的对象。这个模式适用于：某个对象的构建过程复杂的情况。
 *  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。

### 1.2 建造者模式结构 ###

*  **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，提供产品的实例。
 *  **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。

### 1.3 建造者模式类图 ###

![在这里插入图片描述][66e653796672498b90b739e31bff8a06.png_pic_center]

### 1.4 组装自行车案例 ###

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。

#### 1.4.1 组装自行车案例类图 ####

Bike是产品，包含车架，车座等组件；Builder是抽象建造者，MobikeBuilder和OfoBuilder是具体的建造者；Director是指挥者。

![在这里插入图片描述][a6b6c5e5960e4eaf972607ffed2a6304.png_pic_center]

#### 1.4.2 代码 ####

/**
     * 产品: Bike
     */
    public class Bike {
        
        private String frame;//车架
        private String seat;//车座
    
        public String getFrame() {
        
            return frame;
        }
    
        public void setFrame(String frame) {
        
            this.frame = frame;
        }
    
        public String getSeat() {
        
            return seat;
        }
    
        public void setSeat(String seat) {
        
            this.seat = seat;
        }
    }
    
    /**
     * 抽象建造者: Builder
     */
    public abstract class Builder {
        
        //声明Bike类型的变量，并进行赋值
        protected Bike bike = new Bike();
        public abstract void buildFrame();
        public abstract void buildSeat();
        //构建自行车的方法
        public abstract Bike createBike();
    }
    
    /**
     * 具体的构建者，用来构建摩拜单车对象
     */
    public class MobileBuilder extends Builder {
        
        public void buildFrame() {
        
            bike.setFrame("碳纤维车架");
        }
    
        public void buildSeat() {
        
            bike.setSeat("真皮车座");
        }
    
        public Bike createBike() {
        
            return bike;
        }
    }
    
    /**
     * ofo单车构建者，用来构建ofo单车
     */
    public class OfoBuilder extends Builder {
        
        public void buildFrame() {
        
            bike.setFrame("铝合金车架");
        }
    
        public void buildSeat() {
        
            bike.setSeat("橡胶车座");
        }
    
        public Bike createBike() {
        
            return bike;
        }
    }
    
    /**
     * 指挥者
     */
    public class Director {
        
        //声明builder类型的变量
        private Builder builder;
    
        public Director(Builder builder) {
        
            this.builder = builder;
        }
    
        //组装自行车的功能
        public Bike construct() {
        
            builder.buildFrame();
            builder.buildSeat();
            return builder.createBike();
        }
    }
    
    /**
     * 客户: Client
     */
    public class Client {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            //创建指挥者对象
            Director director = new Director(new MobileBuilder());
            //让指挥者只会组装自行车
            Bike bike = director.construct();
    
            System.out.println(bike.getFrame());
            System.out.println(bike.getSeat());
        }
    }

### 1.5 优缺点 ###

**优点：**

*  建造者模式的**封装性好**。使用建造者模式可以有效的封装变化，在使用建造者模式的场景中，一般产品类和建造者类是比较稳定的，因此，将主要的**业务逻辑封装在指挥者类**中对整体而言可以取得比较好的**稳定性**。
 *  在建造者模式中，客户端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。
 *  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。
 *  建造者模式很**容易进行扩展**。如果有新的需求，通过实现一个新的建造者类就可以完成，基本上不用修改之前已经测试通过的代码，因此也就不会对原有功能引入风险。符合开闭原则。

**缺点：**

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。

### 1.6 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**。

### 1.7 模式扩展 ###

建造者模式在开发中还有一个常用的使用方式，就是当一个类构造器需要传入很多参数时，如果创建这个类的实例，代码可读性会非常差，而且很容易引入错误，此时就可以利用建造者模式进行重构。

#### 1.7.1 原始代码 ####

在客户端代码中构建Phone对象，传递了四个参数，若参数更多的话，代码的可读性及使用的成本就会变得比较高。

/**
     * Phone的javaBean
     */
    public class Phone {
        
        private String cpu;
        private String screen;
        private String memory;
        private String mainboard;
    
        public Phone(String cpu, String screen, String memory, String mainboard) {
        
            this.cpu = cpu;
            this.screen = screen;
            this.memory = memory;
            this.mainboard = mainboard;
        }
    
        public String getCpu() {
        
            return cpu;
        }
    
        public void setCpu(String cpu) {
        
            this.cpu = cpu;
        }
    
        public String getScreen() {
        
            return screen;
        }
    
        public void setScreen(String screen) {
        
            this.screen = screen;
        }
    
        public String getMemory() {
        
            return memory;
        }
    
        public void setMemory(String memory) {
        
            this.memory = memory;
        }
    
        public String getMainboard() {
        
            return mainboard;
        }
    
        public void setMainboard(String mainboard) {
        
            this.mainboard = mainboard;
        }
    
        @Override
        public String toString() {
        
            return "Phone{" +
                    "cpu='" + cpu + '\'' +
                    ", screen='" + screen + '\'' +
                    ", memory='" + memory + '\'' +
                    ", mainboard='" + mainboard + '\'' +
                    '}';
        }
    }
    
    /**
     * 客户: Client
     */
    public class Client {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            //构建Phone对象
            Phone phone = new Phone("intel","三星屏幕","金士顿","华硕");
            System.out.println(phone);
        }
    }

#### 1.7.2 重构代码 ####

重构后的代码在使用起来更方便，某种程度上也可以提高开发效率。从软件设计上，对程序员的要求比较高。

/**
     * Phone的JavaBean
     */
    public class Phone{
        
        private String cpu; // 中央处理器
        private String screen; // 屏幕
        private String memory; // 存储器
        private String mainboard; // 主板
    
        // 构造私有的构造方法防止外界直接声明有参对象
        private Phone(Builder builder){
        
            this.cpu = builder.cpu;
            this.screen = builder.screen;
            this.memory = builder.memory;
            this.mainboard = builder.mainboard;
        }
        // 构建静态内部类Builder
        public static final class Builder {
        
            private String cpu;
            private String screen;
            private String memory;
            private String mainboard;
            public Builder cpu(String cpu) {
        
                this.cpu = cpu;
                return this;
            }
            public Builder screen(String screen) {
        
                this.screen = screen;
                return this;
            }
            public Builder memory(String memory) {
        
                this.memory = memory;
                return this;
            }
            public Builder mainboard(String mainboard) {
        
                this.mainboard = mainboard;
                return this;
            }
            // 使用构建者创建Phone对象
            public Phone build() {
        
                return new Phone(this);
            }
        }
    
        @Override
        public String toString() {
        
            return "Phone{" +
                    "cpu='" + cpu + '\'' +
                    ", screen='" + screen + '\'' +
                    ", memory='" + memory + '\'' +
                    ", mainboard='" + mainboard + '\'' +
                    '}';
        }
    }
    
    /**
     * 客户: Client
     */
    public class Client {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            // 创建一个Phone对象，通过构建者对象获取Phone对象
            Phone phone = new Phone.Builder()
                    .cpu("天玑1000+ 八核")
                    .screen("华为屏幕")
                    .memory("金士顿内存条")
                    .mainboard("华硕ROG MAXIMUS Z790 EXTREME")
                    .build();
            System.out.println(phone);
        }
    }

`记录每一个学习瞬间`

[66e653796672498b90b739e31bff8a06.png_pic_center]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/16/302ccd9a200548ad8d9ac56922910f18.png
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