建造者模式(Builder Pattern)

說明:本文為《設(shè)計(jì)模式之禪》的閱讀筆記蹋辅,主要總結(jié)精華和記錄自己的部分理解。代碼部分由Kotlin實(shí)現(xiàn)挫掏。

1. 定義

也叫做生成器模式侦另,Builder模式

Separate the construction of a complex object from its representation so that the same construction process can create different representations.
將一個(gè)復(fù)雜對象的構(gòu)建與它的表示分離,使得同樣的構(gòu)建過程可以創(chuàng)建不同的表示尉共。

其實(shí)就是將一個(gè)復(fù)雜對象分解為多個(gè)簡單的對象褒傅,然后一步一步構(gòu)建而成。它將變與不變相分離袄友,即產(chǎn)品的組成部分是不變的殿托,但每一部分是可以靈活選擇的。

建造者模式的通用類圖如下:


建造者模式通用類圖.png

在建造者模式中剧蚣,有如下4個(gè)角色:

  • Product產(chǎn)品類
    通常是實(shí)現(xiàn)了模板方法模式支竹,也就是有模板方法和基本方法∪校可參考:模版方法模式

  • Builder抽象建造者
    規(guī)范產(chǎn)品的組建唾戚,一般是由子類實(shí)現(xiàn)。

  • ConcreteBuilder具體建造者
    實(shí)現(xiàn)抽象類定義的所有方法待诅,并且返回一個(gè)組建好的對象叹坦。

  • Director導(dǎo)演類
    負(fù)責(zé)安排已有模塊的順序,然后告訴Builder開始建造卑雁。

來一個(gè)實(shí)例看看募书!
在游戲軟件中绪囱,人物角色包括多種類型,不同類型的人物角色的性別莹捡、外觀鬼吵、臉型、服裝等外部屬性有所差異篮赢,可以使用建造者模式來創(chuàng)建人物角色對象齿椅。類圖如下:

建造者模式示例.png

在這個(gè)例子中,Actor充當(dāng)產(chǎn)品启泣,ActorBuilder充當(dāng)抽象建造者涣脚,HeroBuilder,AngelBuilder充當(dāng)具體建造者寥茫,ActorController充當(dāng)導(dǎo)演遣蚀,實(shí)例代碼如下:

// 角色類
class Actor {
    var type: String? = null
    var sex: String? = null
    var face: String? = null
    var costume: String? = null
    var hairStyle: String? = null

    override fun toString(): String {
        return "sex: $sex" +
                "\nface: $face" +
                "\ncostume: $costume" +
                "\nhairStyle: $hairStyle"
    }
}

// 角色建造器:抽象建造者
abstract class ActorBuilder {

    protected val actor: Actor = Actor()

    abstract fun setType()
    abstract fun setSex()
    abstract fun setFace()
    abstract fun setCostume()
    abstract fun setHairStyle()

    fun build(): Actor {
        return actor
    }
}

// 天使角色建造器:具體建造者
class AngelBuilder: ActorBuilder() {

    override fun setType() {
        actor.type = "天使"
    }

    override fun setSex() {
        actor.sex = "女"
    }

    override fun setFace() {
        actor.face = "美麗"
    }

    override fun setCostume() {
        actor.costume = "白裙"
    }

    override fun setHairStyle() {
        actor.hairStyle = "披肩長發(fā)"
    }
}

// 英雄角色建造器:具體建造者
class HeroBuilder : ActorBuilder() {

    override fun setType() {
        actor.type = "英雄"
    }

    override fun setSex() {
        actor.sex = "男"
    }

    override fun setFace() {
        actor.face = "帥氣"
    }

    override fun setCostume() {
        actor.costume = "盔甲"
    }

    override fun setHairStyle() {
        actor.hairStyle = "短發(fā)"
    }
}

// 角色創(chuàng)建控制器:導(dǎo)演類
class ActorController {

    fun getActor(actorBuilder: ActorBuilder): Actor {
        actorBuilder.apply {
            setType()
            setSex()
            setFace()
            setCostume()
            setHairStyle()
        }
        return actorBuilder.build()
    }
}

// 客戶端測試類
fun main(args: Array<String>) {
    val actorController = ActorController()
    val angel = actorController.getActor(AngelBuilder())
    println("${angel.type}的外觀:\n$angel")
}

運(yùn)行結(jié)果:

天使的外觀:
sex: 女
face: 美麗
costume: 白裙
hairStyle: 披肩長發(fā)

Process finished with exit code 0

在建造者模式中,客戶端只需要實(shí)例化指揮者(導(dǎo)演類)纱耻,然后根據(jù)需要的角色傳入具體建造者的對象芭梯,具體建造者一步一步構(gòu)造有個(gè)完整的產(chǎn)品。在如上所述的示例中弄喘,通過選擇不同的具體建造者類玖喘,可以返回不同的角色。
所以有多少個(gè)產(chǎn)品類限次,就有幾個(gè)具體的建造者芒涡。

2. 建造者模式的優(yōu)缺點(diǎn)

2.1 優(yōu)點(diǎn)

  • 封裝性好,構(gòu)建和表示分離
    使用建造者模式可以使客戶端不必知道產(chǎn)品內(nèi)部組成的細(xì)節(jié)卖漫,如例子中我們就不需要關(guān)
    心每一個(gè)具體的模型內(nèi)部是如何實(shí)現(xiàn)的费尽,產(chǎn)生的對象類型就是Actor。

  • 擴(kuò)展性好羊始,各個(gè)具體的建造者相互獨(dú)立旱幼,有利于解耦
    新增具體建造者無需修改原有代碼,擴(kuò)展方便突委。符合開閉原則柏卤。

  • 便于控制細(xì)節(jié)風(fēng)險(xiǎn)
    隱藏產(chǎn)品內(nèi)部組成的細(xì)節(jié),由于具體的建造者是獨(dú)立的匀油,因此可以對創(chuàng)建過程逐步細(xì)化缘缚,而不對其它模塊產(chǎn)生任何影響。

2.2 缺點(diǎn)

  • 建造者模式所創(chuàng)建的產(chǎn)品一般具有較多的相同點(diǎn)敌蚜,其組成部分相似桥滨。如果產(chǎn)品之間的差異性很大,則不適合建造者模式,因此使用范圍受到一定的限制齐媒。

  • 如果內(nèi)部變化復(fù)雜蒲每,如果產(chǎn)品內(nèi)部發(fā)生變化,則建造者也要同步修改(可能導(dǎo)致需要定義許多具體建造者類來實(shí)現(xiàn)這種變化喻括,導(dǎo)致系統(tǒng)變得很龐大)邀杏,維護(hù)成本較大。

3. 使用場景

  • 相同的方法唬血,不同的執(zhí)行順序望蜡,產(chǎn)生不同的事件結(jié)果時(shí),可以采用建造者模式拷恨。
  • 多個(gè)部件或零件泣特,都可以裝配到一個(gè)對象中,但是產(chǎn)生的運(yùn)行結(jié)果又不相同時(shí)挑随,則可以使用該模式。
  • 產(chǎn)品類非常復(fù)雜勒叠,或者產(chǎn)品類中的調(diào)用順序不同產(chǎn)生了不同的效能兜挨,這個(gè)時(shí)候使用建造者模式非常合適。
  • 在對象創(chuàng)建過程中會(huì)使用到系統(tǒng)中的一些其他對象眯分,這些對象在產(chǎn)品對象的創(chuàng)建過程中不易得到時(shí)拌汇,也可以采用建造者模式封裝該對象的創(chuàng)建過程。該種場景只能是一個(gè)補(bǔ)償方法弊决,因?yàn)橐粋€(gè)對象不容易獲得噪舀,而在設(shè)計(jì)階段竟然沒有發(fā)覺,而要通過創(chuàng)建者模式柔化創(chuàng)建過程飘诗,本身已經(jīng)違反設(shè)計(jì)的最初目標(biāo)与倡。

4. 最佳實(shí)踐

在使用建造者模式的時(shí)候考慮一下模板方法模式,別孤立地思考一個(gè)模式昆稿,僵化地套用一個(gè)模式會(huì)讓你受害無窮!

附1:思維導(dǎo)圖


建造者模式 (Builder Pattern).png

附2:示例代碼https://github.com/ooxiaoyan/BuilderPattern

?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請聯(lián)系作者
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