Java Builder模式實現原理及優缺點解析
Builder 模式中文叫作建造者模式,又叫生成器模式,它屬於物件建立型模式,是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。建造者模式是一步一步建立一個複雜的物件,它允許使用者只通過指定複雜物件的型別和內容就可以構建它們,使用者不需要知道內部的具體構建細節。下圖是建造者模式的通用類圖:
在建造者模式中,有如下4種角色:
- Product:產品角色
- Builder:抽象建造者,定義產品介面
- ConcreteBuilder:具體建造者,實現Builder定義的介面,並且返回組裝好的產品
- Director:指揮者,屬於這裡面的老大,你需要生產什麼產品都直接找它。
建造者模式應用舉例
家裝
家裝不管是精裝還是簡裝,它的流程都相對固定,所以它適用於建造者模式。我們就以家裝為例,一起來學習瞭解一下建造者模式。下圖是家裝建造者模式簡單的 UML 圖。
1、家裝物件類
/** * 家裝物件類 */ public class House { // 買家電 private String jiadian; // 買地板 private String diban; // 買油漆 private String youqi; public String getJiadian() { return jiadian; } public void setJiadian(String jiadian) { this.jiadian = jiadian; } public String getDiban() { return diban; } public void setDiban(String diban) { this.diban = diban; } public String getYouqi() { return youqi; } public void setYouqi(String youqi) { this.youqi = youqi; } @Override public String toString() { return "House{" + "jiadian='" + jiadian + '\'' + ", diban='" + diban + '\'' + ", youqi='" + youqi + '\'' + '}'; } }
2、抽象建造者 Builder 類
/** * 抽象建造者 */ public interface HouseBuilder { // 買家電 void doJiadian(); // 買地板 void doDiBan(); // 買油漆 void doYouqi(); House getHouse(); }
3、具體建造者-簡裝建造者類
/** * 簡裝建立者 */ public class JianzhuangBuilder implements HouseBuilder { private House house = new House(); @Override public void doJiadian() { house.setJiadian("簡單家電就好"); } @Override public void doDiBan() { house.setDiban("普通地板"); } @Override public void doYouqi() { house.setYouqi("汙染較小的油漆就行"); } @Override public House getHouse() { return house; } }
4、具體建造者-精裝建造者類
/** * 精裝建立者 */ public class jingzhuangBuilder implements HouseBuilder { private House house = new House(); @Override public void doJiadian() { house.setJiadian("二話不說,最好的"); } @Override public void doDiBan() { house.setDiban("二話不說,實木地板"); } @Override public void doYouqi() { house.setYouqi("二話不說,給我來0汙染的"); } @Override public House getHouse() { return house; } }
5、指揮官-家裝公司類
/** * 家裝公司,值需要告訴他精裝還是簡裝 */ public class HouseDirector { public House builder(HouseBuilder houseBuilder){ houseBuilder.doDiBan(); houseBuilder.doJiadian(); houseBuilder.doYouqi(); return houseBuilder.getHouse(); } }
6、測試
public class App { public static void main(String[] args) { house(); } public static void house(){ HouseDirector houseDirector = new HouseDirector(); // 簡裝 JianzhuangBuilder jianzhuangBuilder = new JianzhuangBuilder(); System.out.println("我要簡裝"); System.out.println(houseDirector.builder(jianzhuangBuilder)); // 精裝 jingzhuangBuilder jingzhuangBuilder = new jingzhuangBuilder(); System.out.println("我要精裝"); System.out.println(houseDirector.builder(jingzhuangBuilder)); } }
輸出結果
我們以家裝為例,實現了兩個具體的建造者,一個簡裝建造者、一個精裝建造者。我們只需要告訴家裝公司,我是需要簡裝還是精裝,他會去幫我們安排,我不需要知道里面具體的細節。怎麼樣,建造者模式學回了嗎?
物件構建
在日常開發中,你是不是會經常看到下面這種程式碼:
return new Docket(DocumentationType.SWAGGER_2) .apiInfo(apiInfo()) .select() .apis(RequestHandlerSelectors.basePackage("com.curry.springbootswagger.controller")) .paths(PathSelectors.any()) .build();
是不是很優美?學會了 Builder 模式之後,你也可以通過這種方式進行物件構建。它是通過變種的 Builder 模式實現的。先不解釋了,我們先用 Builder 模式來實現跟上述的物件構建,使用學生類為例。
學生物件程式碼:
public class Student { private String name; private int age; private int num; private String email; // 提供一個靜態builder方法 public static Student.Builder builder() { return new Student.Builder(); } // 外部呼叫builder類的屬性介面進行設值。 public static class Builder{ private String name; private int age; private int num; private String email; public Builder name(String name) { this.name = name; return this; } public Builder age(int age) { this.age = age; return this; } public Builder num(int num) { this.num = num; return this; } public Builder email(String email) { this.email = email; return this; } public Student build() { // 將builder物件傳入到學生建構函式 return new Student(this); } } // 私有化構造器 private Student(Builder builder) { name = builder.name; age = builder.age; num = builder.num; email = builder.email; } @Override public String toString() { return "Student{" + "name='" + name + '\'' + ", age=" + age + ", num=" + num + ", email='" + email + '\'' + '}'; } }
呼叫程式碼:
public static void student(){ Student student = Student.builder().name("平頭哥").num(1).age(18).email("平頭哥@163.com").build(); System.out.println(student); }
可以看到,變種 Builder 模式包括以下內容:
- 在要構建的類內部建立一個靜態內部類 Builder
- 靜態內部類的引數與構建類一致
- 構建類的構造引數是 靜態內部類,使用靜態內部類的變數一一賦值給構建類
- 靜態內部類提供引數的 setter 方法,並且返回值是當前 Builder 物件
- 最終提供一個 build 方法構建一個構建類的物件,引數是當前 Builder 物件
可能你會說,這種寫法實現太麻煩了,確實需要我們寫很多額外的程式碼,好在前輩們已經開發出了lombok來拯救我們,我們只需要引入lombok外掛,然後在實體類上新增@Builder註解,你就可以實用 Builder 模式構建物件了。
建造者模式的優缺點
優點
- 在建造者模式中, 客戶端不必知道產品內部組成的細節,將產品本身與產品的建立過程解耦,使得相同的建立過程可以建立不同的產品物件
- 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,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, 使用者使用不同的具體建造者即可得到不同的產品物件
- 可以更加精細地控制產品的建立過程 。將複雜產品的建立步驟分解在不同的方法中,使得建立過程更加清晰,也更方便使用程式來控制建立過程
- 增加新的具體建造者無須修改原有類庫的程式碼,指揮者類針對抽象建造者類程式設計,系統擴充套件方便,符合“開閉原則”
缺點
- 建造者模式所建立的產品一般具有較多的共同點,其組成部分相似,如果產品之間的差異性很大,則不適合使用建造者模式,因此其使用範圍受到一定的限制。
- 如果產品的內部變化複雜,可能會導致需要定義很多具體建造者類來實現這種變化,導致系統變得很龐大。
以上就是本文的全部內容,希望對大家的學習有所幫助,也希望大家多多支援碼農教程。