背景
當(dāng)一個(gè)類(lèi)的內(nèi)部數(shù)據(jù)過(guò)于復(fù)雜的時(shí)候（通常是負(fù)責(zé)持有數(shù)據(jù)的類(lèi)霸奕，比如Config溜宽、VO、PO质帅、Entity...）适揉，要?jiǎng)?chuàng)建的話(huà)可能就需要了解這個(gè)類(lèi)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，還有這些東西是怎么組織裝配等一大坨亂七八糟的東西煤惩，這個(gè)時(shí)候就會(huì)增加學(xué)習(xí)成本而且會(huì)很混亂嫉嘀，這個(gè)時(shí)候就想啊想一種什么法子來(lái)管理一下這個(gè)類(lèi)中的數(shù)據(jù)呢，怎么在創(chuàng)建的時(shí)候讓它按部就班的來(lái)魄揉，并且代碼可讀性很好別讓我看花了眼啊剪侮，我要的東西也能都很好設(shè)置進(jìn)來(lái)，這就是Builder模式的應(yīng)用場(chǎng)景什猖，Builder模式可以將一個(gè)類(lèi)的構(gòu)建和表示進(jìn)行分離票彪。
1.介紹
1.1什么是構(gòu)建者模式
創(chuàng)建者模式又叫建造者模式，是將一個(gè)復(fù)雜的對(duì)象的構(gòu)建與它的表示分離不狮，使
得同樣的構(gòu)建過(guò)程可以創(chuàng)建不同的表示降铸。創(chuàng)建者模式隱藏了復(fù)雜對(duì)象的創(chuàng)建過(guò)程，它把復(fù)雜對(duì)象的創(chuàng)建過(guò)程加以抽象摇零，通過(guò)子類(lèi)繼承或者重載的方式推掸，動(dòng)態(tài)的創(chuàng)建具有復(fù)合屬性的對(duì)象。
1.2適用場(chǎng)景：
- 隔離復(fù)雜對(duì)象的創(chuàng)建和使用驻仅，相同的方法谅畅，不同執(zhí)行順序，產(chǎn)生不同事件結(jié)果
- 多個(gè)部件都可以裝配到一個(gè)對(duì)象中噪服，但產(chǎn)生的運(yùn)行結(jié)果不相同
- 產(chǎn)品類(lèi)非常復(fù)雜或者產(chǎn)品類(lèi)因?yàn)檎{(diào)用順序不同而產(chǎn)生不同作用
- 初始化一個(gè)對(duì)象時(shí)毡泻，參數(shù)過(guò)多，或者很多參數(shù)具有默認(rèn)值
- Builder模式不適合創(chuàng)建差異性很大的產(chǎn)品類(lèi)
產(chǎn)品內(nèi)部變化復(fù)雜粘优，會(huì)導(dǎo)致需要定義很多具體建造者類(lèi)實(shí)現(xiàn)變化仇味，增加項(xiàng)目中類(lèi)的數(shù)量，增加系統(tǒng)的理解難度和運(yùn)行成本 - 需要生成的產(chǎn)品對(duì)象有復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)雹顺，這些產(chǎn)品對(duì)象具備共性丹墨；
1.3 主要作用
在用戶(hù)不知道對(duì)象的建造過(guò)程和細(xì)節(jié)的情況下就可以直接創(chuàng)建復(fù)雜的對(duì)象。
- 用戶(hù)只需要給出指定復(fù)雜對(duì)象的類(lèi)型和內(nèi)容嬉愧；
- 建造者模式負(fù)責(zé)按順序創(chuàng)建復(fù)雜對(duì)象（把內(nèi)部的建造過(guò)程和細(xì)節(jié)隱藏起來(lái))
1.4 解決的問(wèn)題
- 方便用戶(hù)創(chuàng)建復(fù)雜的對(duì)象（不需要知道實(shí)現(xiàn)過(guò)程）
- 代碼復(fù)用性 & 封裝性（將對(duì)象構(gòu)建過(guò)程和細(xì)節(jié)進(jìn)行封裝 & 復(fù)用）
例子：造汽車(chē) & 買(mǎi)汽車(chē)贩挣。
- 工廠（建造者模式）：負(fù)責(zé)制造汽車(chē)（組裝過(guò)>程和細(xì)節(jié)在工廠內(nèi)）
- 汽車(chē)購(gòu)買(mǎi)者（用戶(hù)）：你只需要說(shuō)出你需要的>型號(hào)（對(duì)象的類(lèi)型和內(nèi)容），然后直接購(gòu)買(mǎi)就可>>以使用了
（不需要知道汽車(chē)是怎么組裝的（車(chē)輪、車(chē)門(mén)王财、>發(fā)動(dòng)機(jī)卵迂、方向盤(pán)等等））
2. 模式原理
2.1 UML類(lèi)圖 & 組成
2.2模式講解：
- 指揮者（Director）直接和客戶(hù)（Client）進(jìn)行需求溝通；
- 溝通后指揮者將客戶(hù)創(chuàng)建產(chǎn)品的需求劃分為各個(gè)部件的建造請(qǐng)求（Builder）搪搏；
- 將各個(gè)部件的建造請(qǐng)求委派到具體的建造者（ConcreteBuilder）狭握；
- 各個(gè)具體建造者負(fù)責(zé)進(jìn)行產(chǎn)品部件的構(gòu)建；
- 最終構(gòu)建成具體產(chǎn)品（Product）疯溺。
3.用 builder 模式創(chuàng)建共享單車(chē)為例子论颅，示例代碼：
產(chǎn)品類(lèi)：
public class Bike {
private IFrame frame;
private ISeat seat;
private ITire tire;
public IFrame getFrame() {
return frame;
}
public void setFrame(IFrame frame) {
this.frame = frame;
}
public ISeat getSeat() {
return seat;
}
public void setSeat(ISeat seat) {
this.seat = seat;
}
public ITire getTire() {
return tire;
}
public void setTire(ITire tire) {
this.tire = tire;
}
}
Builder 類(lèi)：
// 抽象 builder 類(lèi)
public abstract class Builder {
abstract void buildFrame();
abstract void buildSeat();
abstract void buildTire();
abstract Bike createBike();
}
ConcreteBuilder 類(lèi) :
// 具體 builder 類(lèi)
public class MobikeBuilder extends Builder{
private Bike mBike = new Bike();
@Override
void buildFrame() {
mBike.setFrame(new AlloyFrame());
}
@Override
void buildSeat() {
mBike.setSeat(new DermisSeat());
}
@Override
void buildTire() {
mBike.setTire(new SolidTire());
}
@Override
Bike createBike() {
return mBike;
}
}
public class OfoBuilder extends Builder{
private Bike mBike = new Bike();
@Override
void buildFrame() {
mBike.setFrame(new CarbonFrame());
}
@Override
void buildSeat() {
mBike.setSeat(new RubberSeat());
}
@Override
void buildTire() {
mBike.setTire(new InflateTire());
}
@Override
Bike createBike() {
return mBike;
}
}
指揮者類(lèi)：
public class Director {
private Builder mBuilder = null;
public Director(Builder builder) {
mBuilder = builder;
}
public Bike construct() {
mBuilder.buildFrame();
mBuilder.buildSeat();
mBuilder.buildTire();
return mBuilder.createBike();
}
}
客戶(hù)端使用：
public class Click {
public static void main(String[] args) {
showBike(new OfoBuilder());
showBike(new MobikeBuilder());
}
private void showBike(Builder builder) {
Director director = new Director(builder);
Bike bike = director.construct();
bike.getFrame().frame();
bike.getSeat().seat();
bike.getTire().tire();
}
}
上面示例是 Builder模式的常規(guī)用法，導(dǎo)演類(lèi) Director 在 Builder模式中具有很重要的作用囱嫩，它用于指導(dǎo)具體構(gòu)建者如何構(gòu)建產(chǎn)品恃疯，控制調(diào)用先后次序，并向調(diào)用者返回完整的產(chǎn)品類(lèi)墨闲，但是有些情況下需要簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)今妄，可以把Director和抽象建造者進(jìn)行結(jié)合，示例代碼：
改造后的抽象建造者：
public abstract class NewBuilder {
abstract void buildFrame();
abstract void buildSeat();
abstract void buildTire();
abstract Bike createBike();
/**
* 把導(dǎo)演類(lèi)中的construct()方法合并到抽象建造者類(lèi)中
*
* @return 具體產(chǎn)品對(duì)象
*/
public Bike construct() {
this.buildFrame();
this.buildSeat();
this.buildTire();
return this.createBike();
}
}
這樣做確實(shí)簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)鸳碧，但同時(shí)也加重了抽象建造者類(lèi)的職責(zé)盾鳞，也不是太符合單一職責(zé)原則，如果construct() 過(guò)于復(fù)雜瞻离，建議還是封裝到 Director 中
除了上面的用途外腾仅，還有另外一個(gè)常用的使用方式，就是當(dāng)一個(gè)類(lèi)構(gòu)造器需要傳入很多參數(shù)時(shí)套利，如果創(chuàng)建這個(gè)類(lèi)的實(shí)例推励，代碼可讀性會(huì)非常差，而且很容易引入錯(cuò)誤肉迫，此時(shí)就可以利用 builder模式進(jìn)行重構(gòu)验辞，重構(gòu)前示例代碼：
// 省略 getter 和 setter 方法
public class Computer {
private String cpu;
private String screen;
private String memory;
private String mainboard;
public Computer(String cpu, String screen, String memory, String mainboard) {
this.cpu = cpu;
this.screen = screen;
this.memory = memory;
this.mainboard = mainboard;
}
}
public class NewComputer {
private String cpu;
private String screen;
private String memory;
private String mainboard;
public NewComputer() {
throw new RuntimeException(“can’t init”);
}
private NewComputer(Builder builder) {
cpu = builder.cpu;
screen = builder.screen;
memory = builder.memory;
mainboard = builder.mainboard;
}
public static final class Builder {
private String cpu;
private String screen;
private String memory;
private String mainboard;
public Builder() {}
public Builder cpu(String val) {
cpu = val;
return this;
}
public Builder screen(String val) {
screen = val;
return this;
}
public Builder memory(String val) {
memory = val;
return this;
}
public Builder mainboard(String val) {
mainboard = val;
return this;
}
public NewComputer build() {
return new NewComputer(this);}
}
}
客戶(hù)端：
public class Click {
public static void main(String[] args) {
// 非 Builder 模式
Computer computer = new Computer(“cpu”, “screen”, “memory”, “mainboard”);
// Builder 模式
NewComputer newComputer = new NewComputer.Builder()
.cpu(“cpu”)
.screen(“screen”)
.memory(“memory”)
.mainboard(“mainboard”)
.build();
}
}
上面的示例代碼只是傳入四個(gè)參數(shù)，如果參數(shù)是十四個(gè)甚至更多喊衫，builder 模式的優(yōu)勢(shì)將會(huì)更加明顯跌造，傳遞參數(shù)更加靈活，代碼具有更高的可讀性.
4.優(yōu)缺點(diǎn)比較
一般的套路：優(yōu)點(diǎn)是比較簡(jiǎn)單族购，開(kāi)發(fā)效率高鼻听，缺點(diǎn)是如果參數(shù)真的很多的話(huà)鬼知道每個(gè)對(duì)應(yīng)的是什么意思啊。
Builder模式：優(yōu)點(diǎn)是可以將構(gòu)造器的setter方法名取成類(lèi)似注釋的方式联四，這樣我們可以很清晰的知道剛才究竟設(shè)置的什么值，可讀性較高撑教，缺點(diǎn)是比較冗長(zhǎng)朝墩。
優(yōu)點(diǎn)：
- 使用建造者模式可以使客戶(hù)端不必知道產(chǎn)品內(nèi)部組成的細(xì)節(jié)。
- 具體的建造者類(lèi)之間是相互獨(dú)立的，這有利于系統(tǒng)的擴(kuò)展收苏。
- 具體的建造者相互獨(dú)立亿卤，因此可以對(duì)建造的過(guò)程逐步細(xì)化，而不會(huì)對(duì)其他模塊產(chǎn)生任何影響鹿霸。
缺點(diǎn)：
- 建造者模式所創(chuàng)建的產(chǎn)品一般具有較多的共同點(diǎn)排吴，其組成部分相似；如果產(chǎn)品之間的差異性很大懦鼠，則不適合使用建造者模式钻哩，因此其使用范圍受到一定的限制。
- 如果產(chǎn)品的內(nèi)部變化復(fù)雜肛冶，可能會(huì)導(dǎo)致需要定義很多具體建造者類(lèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)這種變化街氢，導(dǎo)致系統(tǒng)變得很龐大。
5.建造者模式與抽象工廠模式的比較:
- 與抽象工廠模式相比睦袖，建造者模式返回一個(gè)組裝好的完整產(chǎn)品珊肃，而抽象工廠模式返回一系列相關(guān)的產(chǎn)品，這些產(chǎn)品位于不同的產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)馅笙，構(gòu)成了一個(gè)產(chǎn)品族 伦乔。
- 在抽象工廠模式中，客戶(hù)端實(shí)例化工廠類(lèi)董习，然后調(diào)用工廠方法獲取所需產(chǎn)品對(duì)象烈和，而在建造者模式中，客戶(hù)端可以不直接調(diào)用建造者的相關(guān)方法阱飘，而是通過(guò)指揮者類(lèi)來(lái)指導(dǎo)如何生成對(duì)象斥杜，包括對(duì)象的組裝過(guò)程和建造步驟，它側(cè)重于一步步構(gòu)造一個(gè)復(fù)雜對(duì)象沥匈，返回一個(gè)完整的對(duì)象 蔗喂。
- 如果將抽象工廠模式看成汽車(chē)配件生產(chǎn)工廠，生產(chǎn)一個(gè)產(chǎn)品族的產(chǎn)品高帖，那么建造者模式就是一個(gè)汽車(chē)組裝工廠缰儿，通過(guò)對(duì)部件的組裝可以返回一輛完整的汽車(chē)
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