设计模式:建造者模式(Builder)

设计模式:建造者模式(Builder)

建造者模式:是将一个复杂的对象的构建与它的表示分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

建造者模式通常包括下几个角色:

  1. builder(抽象建造者):给出一个抽象结论,以规范产品对象的各个组成成分的建造。这个接口规定要实现复杂对象的那些部分的创建,并不涉及具体的对象部件的创建。
  2. ConcreteBuilder(具体建造者):实现Builder接口,针对不同的商业逻辑,具体化复杂对象的各部分的创建。在构造过程完成后,提供产品的实例。
  3. Director(指导者):调用具体建造者来创建复杂对象的各个部分,在指导者中不涉及具体产品的信息,只负责保证对象各部分完整创建或按某种顺序创建。
  4. Product(产品类):要创建的复杂对象。

举个简单例子(车的建造过程,包括造轮子,造发动机和造车身结构):

1 产品类

public class Car
{
private String wheel;
private String skeleton;
private String engine;
// 省略getter和setter方法
}

2 抽象建造者

public interface ICarBuilder
{
public void buildWheel();
public void buildSkeleton();
public void buildEngine();

Car buildCar();
}

3 具体建造者

public class ConcreteBuilder implements ICarBuilder
{
Car car;

public ConcreteBuilder()
{
car = new Car();
}

@Override
public void buildWheel()
{
car.setWheel("轮子");
}

@Override
public void buildSkeleton()
{
car.setSkeleton("车身结构");
}

@Override
public void buildEngine()
{
car.setEngine("发动机");
}

@Override
public Car buildCar()
{
return this.car;
}
}

4 指导者

public class CarDirector
{
public Car constructCar(ICarBuilder builder)
{
builder.buildEngine();
builder.buildSkeleton();
builder.buildWheel();
return builder.buildCar();
}
}

5 测试代码

public class MainTest
{
public static void main(String[] args)
{
CarDirector director = new CarDirector();
Car car = director.constructCar(new ConcreteBuilder());
System.out.println(car.getWheel());
System.out.println(car.getEngine());
System.out.println(car.getSkeleton());
}
}

适用场景

  1. 需要生产的产品对象有复杂的内部结构。
  2. 需要生产的产品对象的属性相互依赖,建造者模式可以强迫生成顺序。
  3. 在对象创建过程中会使用到系统中的一些其它对象,这些对象在产品对象的创建过程中不易得到。

优点

  1. 使用建造者模式可以使客户端不必知道产品内部的组成细节。(封装性)
  2. 具体的建造者之间是相互独立的,对系统的扩展非常有利。(扩展性)
  3. 由于具体的建造者是独立的,因此可以对建造过程逐步细化,而不对其他模块产生任何影响。

与抽象工厂的区别:在建造者模式里,有个指导者,由指导者来管理建造者,用户是与指导者联系的,指导者联系建造者最后得到产品。即建造模式可以强制实行一种分步骤进行的构造过程。工厂模式是将对象的全部创建过程封装在工厂类中,由工厂类想客户端提供最终的产品。而在建造者模式中,建造者类一般只提供产品类中各个组件的建造,而将具体建造过程交付给指导者,由指导者负责将各个组件按照特定的规则组建为产品,然后将组建好的产品交付给客户端。

Jdk中的建造者模式

  1. java.lang.StringBuilder#append()
  2. java.lang.StringBuffer#append()
  3. java.sql.PreparedStatement

参考资料:

  1. 23种设计模式
  2. 细数JDK里的设计模式

欢迎支持笔者的作品《深入理解Kafka: 核心设计与实践原理》和《RabbitMQ实战指南》,同时欢迎关注笔者的微信公众号:朱小厮的博客(ID: hiddenkafka)。
本文作者: 朱小厮

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