title: Day43-设计模式-建造者模式
date: 2021-03-15 15:46:23
author: Liu_zimo
设计模式
- 设计模式分为三种类型,共23种
- 创建型模式:单例模式、抽象工厂模式、原型模式、建造者模式、工厂模式。
- 结构型模式:适配器模式、桥接模式、装饰模式、组合模式、外观模式、享元模式、代理模式。
- 行为型模式:模版方法模式、命令模式、访问者模式、迭代器模式、观察者模式、中介者模式、备忘录模式、解释器模式(Interpreter模式)、状态模式、策略模式、职责链模式(责任链模式)。
建造者模式
-
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
-
传统方式解决盖房问题
- 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。
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。
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。
- 建造者模式原理类图
package com.zimo.设计模式.建造者模式.盖房子问题;
/**
* 设计模式 - 建造者模式:盖房子问题
* 房子类 : 产品 -> Product
*
* @author Liu_zimo
* @version v0.1 by 2021/3/15 16:43
*/
public class House {
private String basic;
private String wall;
private String roofed;
public String getBasic() {
return basic; }
public void setBasic(String basic) {
this.basic = basic; }
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; }
}
--------------------------------------------------------------------------
package com.zimo.设计模式.建造者模式.盖房子问题;
/**
* 设计模式 - 建造者模式:盖房子问题
* 房子建造者类 : 抽象建造者 -> Product
*
* @author Liu_zimo
* @version v0.1 by 2021/3/15 16:45
*/
public abstract class HouseBuilder extends House {
protected House house = new House();
// 建造流程
public abstract void builderBasic();
public abstract void builderWalls();
public abstract void roofed();
// 将建好的房子,返回出去
public House buildHouse(){
return house; }
}
--------------------------------------------------------------------------
package com.zimo.设计模式.建造者模式.盖房子问题;
/**
* 设计模式 - 建造者模式:盖房子问题
* 普通房子
*
* @author Liu_zimo
* @version v0.1 by 2021/3/15 16:48
*/
public class CommonHouse extends HouseBuilder{
@Override
public void builderBasic() {
System.out.println("普通房子:打地基5m"); }
@Override
public void builderWalls() {
System.out.println("普通房子:砌墙10cm"); }
@Override
public void roofed() {
System.out.println("普通房子:封顶"); }
}
--------------------------------------------------------------------------
package com.zimo.设计模式.建造者模式.盖房子问题;
/**
* 设计模式 - 建造者模式:盖房子问题
* 高楼
*
* @author Liu_zimo
* @version v0.1 by 2021/3/15 16:50
*/
public class HighBuilding extends HouseBuilder {
@Override
public void builderBasic() {
System.out.println("高楼:打地基100m"); }
@Override
public void builderWalls() {
System.out.println("高楼:砌墙20cm"); }
@Override
public void roofed() {
System.out.println("高楼:封顶"); }
}
--------------------------------------------------------------------------
package com.zimo.设计模式.建造者模式.盖房子问题;
/**
* 设计模式 - 建造者模式:盖房子问题
* 房子指挥者 : 指挥者 -> Director : 动态指定制作流程
*
* @author Liu_zimo
* @version v0.1 by 2021/3/15 16:51
*/
public class HouseDirector {
HouseBuilder houseBuilder = null;
// 通过构造器
public HouseDirector(HouseBuilder houseBuilder) {
this.houseBuilder = houseBuilder; }
// 通过setter
public void setHouseBuilder(HouseBuilder houseBuilder) {
this.houseBuilder = houseBuilder; }
// 如何建造房子的流程,交给指挥者
public House construct(){
houseBuilder.builderBasic();
houseBuilder.builderWalls();
houseBuilder.roofed();
return houseBuilder.buildHouse();
}
public static void main(String[] args) {
// 盖普通房子
CommonHouse commonHouse = new CommonHouse();
HouseDirector houseDirector = new HouseDirector(commonHouse);
House house1 = houseDirector.construct();
// 盖高楼
HighBuilding highBuilding = new HighBuilding();
houseDirector.setHouseBuilder(highBuilding);
House house2 = houseDirector.construct();
}
}
建造者模式在JDK的应用和源码分析
- java.lang.StringBuilder
- 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,它已经是建造者了,只是不能实例化
- StringBuilder:即充当了指挥者,同时充当了具体的建造者,建造方法的实现是由AbstractStringBuilder完成的,而StringBuilder继承了AbstractStringBuilder
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