建造者模式:深入理解建造者模式 ——組裝復(fù)雜的實例

目錄:

一 建造者模式介紹

1.1 定義

1.2 為什么要用建造者模式(優(yōu)點)?

1.3 哪些情況不要用建造者模式(缺點)?

1.4 抽象工廠模式VS建造者模式

1.4 模式結(jié)構(gòu)

  • 1.4.1 建造者模式的UML結(jié)構(gòu)圖
  • 1.4.2 建造者模式主要包含四個角色

二 建造者模式分析

三 實例:KFC套餐

  • 1)Product(產(chǎn)品角色)
  • 2)Builder(抽象建造者)
  • 3)ConcreteBuilder(具體建造者)
  • 4)Director(指揮者)
  • 5)測試類(客戶端類)

四 總結(jié)

無論是在現(xiàn)實世界中還是在軟件系統(tǒng)中,都存在一些復(fù)雜的對象台颠,它們擁有多個組成部分,如汽車,它包括車輪唐片、方向盤、發(fā)送機等各種部件涨颜。而對于大多數(shù)用戶而言费韭,無須知道這些部件的裝配細節(jié),也幾乎不會使用單獨某個部件庭瑰,而是使用一輛完整的汽車星持,可以通過建造者模式對其進行設(shè)計與描述,建造者模式可以將部件和其組裝過程分開弹灭,一步一步創(chuàng)建一個復(fù)雜的對象督暂。用戶只需要指定復(fù)雜對象的類型就可以得到該對象,而無須知道其內(nèi)部的具體構(gòu)造細節(jié).

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一 建造者模式介紹

1.1 定義

建造者模式(Builder Pattern) 又名生成器模式穷吮,是一種對象構(gòu)建模式逻翁。它可以將復(fù)雜對象的建造過程抽象出來(抽象類別),使這個抽象過程的不同實現(xiàn)方法可以構(gòu)造出不同表現(xiàn)(屬性)的對象捡鱼。

建造者模式 是一步一步創(chuàng)建一個復(fù)雜的對象八回,它允許用戶只通過指定復(fù)雜對象的類型和內(nèi)容就可以構(gòu)建它們,用戶不需要知道內(nèi)部的具體構(gòu)建細節(jié)驾诈。

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1.2 為什么要用建造者模式(優(yōu)點)缠诅?

  1. 客戶端不必知道產(chǎn)品內(nèi)部組成的細節(jié),將產(chǎn)品本身與產(chǎn)品的創(chuàng)建過程解耦翘鸭,使得相同的創(chuàng)建過程可以創(chuàng)建不同的產(chǎn)品對象滴铅。

  2. 每一個具體建造者都相對獨立,而與其他的具體建造者無關(guān)就乓,因此可以很方便地替換具體建造者或增加新的具體建造者汉匙, 用戶使用不同的具體建造者即可得到不同的產(chǎn)品對象 。

  3. 可以更加精細地控制產(chǎn)品的創(chuàng)建過程 生蚁。將復(fù)雜產(chǎn)品的創(chuàng)建步驟分解在不同的方法中噩翠,使得創(chuàng)建過程更加清晰,也更方便使用程序來控制創(chuàng)建過程邦投。

  4. 增加新的具體建造者無須修改原有類庫的代碼伤锚,指揮者類針對抽象建造者類編程,系統(tǒng)擴展方便志衣,符合 “開閉原則”

1.3 哪些情況不要用建造者模式(缺點)屯援?

  1. 產(chǎn)品之間差異性很大的情況:建造者模式所創(chuàng)建的產(chǎn)品一般具有較多的共同點猛们,其組成部分相似,如果產(chǎn)品之間的差異性很大狞洋,則不適合使用建造者模式弯淘,因此其使用范圍受到一定的限制。

  2. 產(chǎn)品內(nèi)部變化很復(fù)雜的情況: 如果產(chǎn)品的內(nèi)部變化復(fù)雜吉懊,可能會導(dǎo)致需要定義很多具體建造者類來實現(xiàn)這種變化庐橙,導(dǎo)致系統(tǒng)變得很龐大。

1.4 抽象工廠模式VS建造者模式
抽象工廠模式實現(xiàn)對產(chǎn)品家族的創(chuàng)建借嗽,一個產(chǎn)品家族是這樣的一系列產(chǎn)品:具有不同分類維度的產(chǎn)品組合态鳖,采用抽象工廠模式不需要關(guān)心構(gòu)建過程,只關(guān)心什么產(chǎn)品由什么工廠生產(chǎn)即可恶导。而建造者模式則是要求按照指定的藍圖建造產(chǎn)品浆竭,它的主要目的是通過組裝零配件而產(chǎn)生一個新產(chǎn)品。

1.4 模式結(jié)構(gòu)

1.4.1 建造者模式的UML結(jié)構(gòu)圖


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1.4.2 建造者模式主要包含四個角色
Product(產(chǎn)品角色):一個具體的產(chǎn)品對象惨寿。
Builder(抽象建造者):創(chuàng)建一個Product對象的各個部件指定的抽象接口兆蕉。
ConcreteBuilder(具體建造者):實現(xiàn)抽象接口,構(gòu)建和裝配各個部件缤沦。
Director(指揮者):構(gòu)建一個使用Builder接口的對象。它主要是用于創(chuàng)建一個復(fù)雜的對象易稠。它主要有兩個作用缸废,一是:隔離了客戶與對象的生產(chǎn)過程,二是:負責(zé)控制產(chǎn)品對象的生產(chǎn)過程驶社。

二 建造者模式分析
1 ) 一個典型的復(fù)雜對象其類代碼示例如下:

public class Product 
{
private String partA; //可以是任意類型
private String partB;
private String partC;
//partA的Getter方法和Setter方法省略
//partB的Getter方法和Setter方法省略
//partC的Getter方法和Setter方法省略
}

2 ) 抽象建造者類中定義了產(chǎn)品的創(chuàng)建方法和返回方法企量,其典型代碼如下:

public abstract class Builder
{
protected Product product=new Product();

public abstract void buildPartA();
public abstract void buildPartB();
public abstract void buildPartC();

public Product getResult()
{
return product;
}
} 

3 ) 具體建造者。實現(xiàn)抽象接口亡电,構(gòu)建和裝配各個部件,實例代碼如下:

public class ConcreteBuilder extends Builder{
public void buildPartA(){
...
}
public void buildPartB(){
...
}
public void buildPartC(){
...
}
}

4)指揮者類的代碼示例如下:

建造者模式的結(jié)構(gòu)中還引入了一個指揮者類Director届巩,該類的作用主要有兩個:一方面它隔離了客戶與生產(chǎn)過程;另一方面它負責(zé)控制產(chǎn)品的生成過程份乒。指揮者針對抽象建造者編程恕汇,客戶端只需要知道具體建造者的類型,即可通過指揮者類調(diào)用建造者的相關(guān)方法或辖,返回一個完整的產(chǎn)品對象瘾英。

public class Director
{
private Builder builder;
//1 構(gòu)造方法的方式注入builder對象
public Director(Builder builder)
{
this.builder=builder;
}
//2 set方法注入builder對象
public void setBuilder(Builder builder)
{
this.builder=builer;
}

public Product construct()
{
builder.buildPartA();
builder.buildPartB();
builder.buildPartC();
return builder.getResult();
}
} 

5 ) 客戶端類代碼片段:

在客戶端代碼中,無須關(guān)心產(chǎn)品對象的具體組裝過程颂暇,只需確定具體建造者的類型即可缺谴,建造者模式將復(fù)雜對象的構(gòu)建與對象的表現(xiàn)分離開來,這樣使得同樣的構(gòu)建過程可以創(chuàng)建出不同的表現(xiàn)耳鸯。

……
Builder builder = new ConcreteBuilder();
Director director = new Director(builder);
Product product = director.construct();
……

三 實例:KFC套餐

建造者模式可以用于描述KFC如何創(chuàng)建套餐:套餐是一個復(fù)雜對象湿蛔,它一般包含主食(如漢堡膀曾、雞肉卷等)和飲料(如果汁、可樂等)等組成部分阳啥,不同的套餐有不同的組成部分添谊,而KFC的服務(wù)員可以根據(jù)顧客的要求,一步一步裝配這些組成部分苫纤,構(gòu)造一份完整的套餐碉钠,然后返回給顧客。

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1)Product(產(chǎn)品角色)
一個具體的產(chǎn)品對象卷拘。

public class Meal {
private String food;
private String drink;

public String getFood() {
return food;
}

public void setFood(String food) {
this.food = food;
}

public String getDrink() {
return drink;
}

public void setDrink(String drink) {
this.drink = drink;
}
}

2)Builder(抽象建造者)
創(chuàng)建一個Product對象的各個部件指定的抽象接口喊废。

public abstract class MealBuilder {
Meal meal = new Meal();

public abstract void buildFood();

public abstract void buildDrink();

public Meal getMeal(){
return meal;
}
}

3) ConcreteBuilder(具體建造者)
實現(xiàn)抽象接口,構(gòu)建和裝配各個部件栗弟。

A套餐:

public class MealA extends MealBuilder{

public void buildDrink() {
meal.setDrink("可樂");
}

public void buildFood() {
meal.setFood("薯條");
}

}

B套餐:

public class MealB extends MealBuilder{

public void buildDrink() {
meal.setDrink("檸檬果汁");
}

public void buildFood() {
meal.setFood("雞翅");
}

}

4)Director(指揮者)
構(gòu)建一個使用Builder接口的對象污筷。它主要是用于創(chuàng)建一個復(fù)雜的對象,它主要有兩個作用乍赫,一是:隔離了客戶與對象的生產(chǎn)過程瓣蛀,二是:負責(zé)控制產(chǎn)品對象的生產(chǎn)過程。

public class KFCWaiter {
private MealBuilder mealBuilder;

public KFCWaiter(MealBuilder mealBuilder) {
this.mealBuilder = mealBuilder;
}


public Meal construct(){
//準備食物
mealBuilder.buildFood();
//準備飲料
mealBuilder.buildDrink();

//準備完畢雷厂,返回一個完整的套餐給客戶
return mealBuilder.getMeal();
}
}

5)測試類(客戶端類)
public class Test {
public static void main(String[] args) {

//套餐A
MealA a = new MealA();
//準備套餐A的服務(wù)員
KFCWaiter waiter = new KFCWaiter(a);
//獲得套餐
Meal mealA = waiter.construct();  
System.out.print("套餐A的組成部分:");
System.out.println("食物:"+mealA.getFood()+"惋增;   "+"飲品:"+mealA.getDrink());
}
}

輸出結(jié)果:

套餐A的組成部分:食物:薯條; 飲品:可樂
1
2

四 總結(jié)

本文首先介紹了建造者模型包括建造者模型的定義改鲫、為什么要用它诈皿、那些情況不適合使用這種模式以及抽象工廠模式和建造者模式的區(qū)別的簡單分析。

然后通過建造者模式的四個角色的常見示例代碼像棘,通過代碼層面分析了建造者模式稽亏。

最后通過一個KFC套餐實例,介紹了建造者模式在實例中的基本使用手段缕题。

參考:

《設(shè)計模式之禪》

《圖解設(shè)計模式》

?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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