Java设计模式-建造者模式
# Java设计模式-建造者模式
# 1. 盖房项目需求
需要建房子:这一过程为打桩、砌墙、封顶。
房子有各种各样的,比如普通房,高楼,别墅,各种房子的过程虽然一样,但是要求不要相同的。
请编写程序,完成需求。
# 1. 类图
# 2. 代码实现
AbstractHouse
public abstract class AbstractHouse {
//打地基
public abstract void buildBasic();
//砌墙
public abstract void buildWalls();
//封顶
public abstract void roofed();
public void build() {
buildBasic();
buildWalls();
roofed();
}
}
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CommonHouse
public class CommonHouse extends AbstractHouse {
@Override
public void buildBasic() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println(" 普通房子打地基 ");
}
@Override
public void buildWalls() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println(" 普通房子砌墙 ");
}
@Override
public void roofed() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println(" 普通房子封顶 ");
}
}
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Client
public class Client {
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
CommonHouse commonHouse = new CommonHouse();
commonHouse.build();
}
}
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# 3. 传统方式解决盖房需求问题分析
优点是比较好理解,简单易操作。
设计的程序结构,过于简单,没有设计缓存层对象,程序的扩展和维护不好. 也就是说,这种设计方案,把产品(即:房子) 和 创建产品的过程(即:建房子流程) 封装在一起,耦合性增强了。
解决方案:将产品和产品建造过程解耦 => 建造者模式。
# 2. 建造者模式
# 1. 基本介绍
建造者模式(Builder Pattern) 又叫生成器模式,是一种
对象构建模式
。它可以将复杂对象的建造过程抽象出来(抽象类别),使这个抽象过程的不同实现方法可以构造出不同表现(属性)的对象。建造者模式是一步一步创建一个复杂的对象,它允许用户只通过指定复杂对象的类型和内容就可以构建它们,用户不需要知道内部的具体构建细节。
# 2. 建造者模式的四个角色
Product
(产品角色):一个具体的产品对象。Builder
(抽象建造者):创建一个Product对象的各个部件指定的 接口/抽象类。ConcreteBuilder
(具体建造者):实现接口,构建和装配各个部件。Director
(指挥者):构建一个使用Builder接口的对象。它主要是用于创建一个复杂的对象。它主要有两个作用,一是:隔离了客户与对象的生产过程,二是:负责控制产品对象的生产过程。
# 3. 建造者模式原理类图
# 3. 建造者模式解决盖房需求
需要建房子:这一过程为打桩、砌墙、封顶。不管是普通房子也好,别墅也好都需要经历这些过程,下面我们使用建造者模式(Builder Pattern)来完成
# 1. 类图
# 2. 代码实现
House:产品
/**
* 产品->Product
*/
public class House {
private String baise;
private String wall;
private String roofed;
public String getBaise() {
return baise;
}
public void setBaise(String baise) {
this.baise = baise;
}
public String getWall() {
return wall;
}
public void setWall(String wall) {
this.wall = wall;
}
public String getRoofed() {
return roofed;
}
public void setRoofed(String roofed) {
this.roofed = roofed;
}
}
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HouseBuilder: 抽象的建造者
/**
* 抽象的建造者
*/
public abstract class HouseBuilder {
protected House house = new House();
/**
* 将建造的流程写好, 抽象的方法
*/
public abstract void buildBasic();
public abstract void buildWalls();
public abstract void roofed();
/**
* 建造房子好, 将产品(房子) 返回
*/
public House buildHouse() {
return house;
}
}
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CommonHouse:普通房子(具体的建造者)
public class CommonHouse extends HouseBuilder {
@Override
public void buildBasic() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println(" 普通房子打地基5米 ");
}
@Override
public void buildWalls() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println(" 普通房子砌墙10cm ");
}
@Override
public void roofed() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println(" 普通房子屋顶 ");
}
}
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HighBuilding:高楼(具体的建造者)
public class HighBuilding extends HouseBuilder {
@Override
public void buildBasic() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println(" 高楼的打地基100米 ");
}
@Override
public void buildWalls() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println(" 高楼的砌墙20cm ");
}
@Override
public void roofed() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println(" 高楼的透明屋顶 ");
}
}
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HouseDirector:指挥者
/**
* 指挥者,这里去指定制作流程,返回产品
*/
public class HouseDirector {
HouseBuilder houseBuilder = null;
/**
* 构造器传入 houseBuilder
*/
public HouseDirector(HouseBuilder houseBuilder) {
this.houseBuilder = houseBuilder;
}
/**
* 通过setter 传入 houseBuilder
*/
public void setHouseBuilder(HouseBuilder houseBuilder) {
this.houseBuilder = houseBuilder;
}
/**
* 如何处理建造房子的流程,交给指挥者
*/
public House constructHouse() {
houseBuilder.buildBasic();
houseBuilder.buildWalls();
houseBuilder.roofed();
return houseBuilder.buildHouse();
}
}
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Client:
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//盖普通房子
CommonHouse commonHouse = new CommonHouse();
//准备创建房子的指挥者
HouseDirector houseDirector = new HouseDirector(commonHouse);
//完成盖房子,返回产品(普通房子)
House house = houseDirector.constructHouse();
//System.out.println("输出流程");
System.out.println("--------------------------");
//盖高楼
HighBuilding highBuilding = new HighBuilding();
//重置建造者
houseDirector.setHouseBuilder(highBuilding);
//完成盖房子,返回产品(高楼)
houseDirector.constructHouse();
}
}
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# 4. JDK的应用和源码分析-StringBuilder【重点】
# 1. 源码
StringBuilder:具体建造者,指挥者
AbstractStringBuilder:不能实例化的建造者
Appendable:抽象建造者
# 2. 源码中建造者模式角色分析
Appendable 接口定义了多个append方法(抽象方法), 即Appendable 为抽象建造者, 定义了抽象方法
AbstractStringBuilder 实现了 Appendable 接口方法,这里的AbstractStringBuilder 已经是建造者,只是不能实例化
StringBuilder 即充当了指挥者角色,同时充当了具体的建造者,建造方法的实现是由 AbstractStringBuilder 完成, 而StringBuilder 继承了AbstractStringBuilder
# 5. 建造者模式的注意事项和细节
客户端(使用程序)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。
每一个具体建造者都相对独立,而与其他的具体建造者无关,因此可以很方便地替换具体建造者或增加新的具体建造者, 用户使用不同的具体建造者即可得到不同的产品对象。
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。
增加新的具体建造者无须修改原有类库的代码,指挥者类针对抽象建造者类编程,系统扩展方便,符合 “开闭原则”。
建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。
如果产品的内部变化复杂,可能会导致需要定义很多具体建造者类来实现这种变化,导致系统变得很庞大,因此在这种情况下,要考虑是否选择建造者模式。
抽象工厂模式 VS 建造者模式
抽象工厂模式实现对产品家族的创建,一个产品家族是这样的一系列产品:具有不同分类维度的产品组合,采用抽象工厂模式不需要关心构建过程,只关心什么产品由什么工厂生产即可。而建造者模式则是要求按照指定的蓝图建造产品,它的主要目的是通过组装零配件而产生一个新产品。