我的Java設計模式-建造者模式

Jet啟思發表於2017-10-11

在未上大學之前,一直有個夢想“I have a dream!”,就是能成為一位汽車工程師,一直幻想著開著自己設計的汽車飛奔在公路上,迷倒了萬千少女。咳咳~~雖然現在沒實現我的dream,但夢想還是得有的。

說到建造者模式,汽車絕對是典型的列子。汽車本身就是複雜產品物件,其製造過程可以形象的表示建造者模式。

一、建造者模式

定義

  將一個複雜物件的構建與它的表示分離,使得同樣的構建過程可以建立不同的表示。

特點

  1.在某些屬性沒有賦值之前,複雜物件不能作為一個完整的產品使用。比如汽車包括方向盤、車門、發動機等各部件,缺少了這些部件就不能生產使用。

  2.物件的一些屬性必須按照順序賦值,比如汽車應有車架才能裝車輪和其他部件。

UML

建造者模式UML圖.png
建造者模式UML圖.png

從上面的UML可以看出,建造者模式涉及到以下四個角色的概念:

  - 抽象建造者角色:提供一個介面,規範產品物件的建造,一般由子類實現。一般來說,產品的組成部分數與建造方法數相同,即有多少組成部分,就有多少個建造方法。

  - 具體建造者角色:該角色實現了抽象建造者抽象建造者介面,主要是實現所有宣告的方法以及返回建造好的產品例項。

  - 導演者角色:負責呼叫具體建造者按照順序建造產品。導演者只負責排程,真正執行的是具體建造者角色。

  - 產品角色:該角色是建造的複雜物件,提供基本方法。

二、實戰

上程式碼

現在要做兩輛萬眾矚目的豪車,一輛蘭博基尼,fine。另一輛法拉利,ok。一起來看看怎麼造這兩臺車...

產品角色程式碼如下:

public class Production {

    private String part1;
    private String part2;

    public String getPart1() {
        return part1;
    }

    public void setPart1(String part1) {
        this.part1 = part1;
    }

    public String getPart2() {
        return part2;
    }

    public void setPart2(String part2) {
        this.part2 = part2;
    }
}複製程式碼

抽象建造者角色程式碼如下:

public interface IBuilder {

    // 產品有多少個元件,就有多少個建造方法

    public void buildPart1();

    public void buildPart2();

    // 返回產品類 
    public Production build();

}複製程式碼

首先來看蘭博基尼怎麼做,程式碼如下:

public class BuilderA implements IBuilder {

    private Production production = new Production();

    @Override
    public void buildPart1() {
        System.out.println("構造蘭博基尼的第一部分。");
        production.setPart1("This is part1 of Lamborghini");
    }

    @Override
    public void buildPart2() {
        System.out.println("構造蘭博基尼的第二部分。");
        production.setPart2("This is part2 of Lamborghini");
    }

    @Override
    public Production build() {
        System.out.println("咔擦!蘭博基尼已造好!");
        return production;
    }
}複製程式碼

導演者角色排程構建,程式碼如下:

public class Director {

    private IBuilder builder;

    public Director(IBuilder builder){
        this.builder = builder;
    }

    /**
     * 構造順序
     */
    public Production construct(){
        builder.buildPart1();
        builder.buildPart2();

        return builder.build();
    }

}複製程式碼

下面看看客戶端如何使用建造者模式把蘭博基尼造出來,程式碼如下:

public class Client {

    public static void main(String[] args){

        // 蘭博基尼
        IBuilder builderA = new BuilderA();
        Director directorA = new Director(builderA);
        directorA.construct();

    }

}複製程式碼

執行客戶端程式碼,結果如下:

構造蘭博基尼的第一部分。
構造蘭博基尼的第二部分。
咔擦!蘭博基尼已造好!

接下來要造法拉利了,步驟一樣,先實現抽象建造者介面。

法拉利具體建造者程式碼如下:

public class BuilderB implements IBuilder {

    private Production production = new Production();

    @Override
    public void buildPart1() {
        System.out.println("構造法拉利的第一部分。");
        production.setPart1("This is part1 of Ferrari");
    }

    @Override
    public void buildPart2() {
        System.out.println("構造法拉利的第二部分。");
        production.setPart2("This is part2 of Ferrari");
    }

    @Override
    public Production build() {
        return production;
    }
}複製程式碼

客戶端建造法拉利程式碼如下:

public class Client {

    public static void main(String[] args) {

        // 法拉利
        IBuilder builderB = new BuilderB();
        Director directorB = new Director(builderB);
        directorB.construct();
    }

}複製程式碼

客戶端執行結果如下:

構造法拉利的第一部分。
構造法拉利的第二部分。
咻咻!法拉利已造好!

三、建造者模式的優缺點

優點

1)降低程式碼耦合度。在建造者模式中,客戶端不需要知道產品內部是如何實現的,我們只需得到產品的物件。並且使用導演者和建造者分離組裝過程和元件具體構造過程,具有靈活的擴充套件性。

2)優秀的擴充套件性。具體建造者相互獨立,方便擴充套件,符合開閉原則。

缺點

1)一定的使用範圍限制。建造者模式的產品的元件基本相同,如果產品的差異性較大,建造者模式就不適用了。

四、比較

跟工廠方法模式對比:建造者模式和工廠模式同樣是建立一個產品,工廠模式就是一個方法,而建造者模式有多個方法,並且建造者模式是有順序的執行方法。就是說建造者模式強調的是順序,而工廠模式沒有順序一說。

總結

好了,蘭博基尼和法拉利的都擁有了,體驗了一會人生贏家的感覺。上一篇工廠方法模式跟建造者模式還是蠻相似的,有興趣可以翻看,斟酌兩種模式的不同之處,這種方式對學習設計模式幫助巨大。下一篇觀察者模式,敬請關注!

設計模式Java原始碼GitHub下載https://github.com/jetLee92/DesignPattern

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