Java Builder模式实现原理及优缺点解析

Java Builder模式实现原理及优缺点解析

Builder 模式中文叫作建造者模式，又叫生成器模式，它属于对象创建型模式，是将一个复杂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。下图是建造者模式的通用类图：

在建造者模式中，有如下４种角色：

Product：产品角色

Builder：抽象建造者，定义产品接口

ConcreteBuilder：具体建造者，实现Builder定义的接口，并且返回组装好的产品

Director：指挥者，属于这里面的老大，你需要生产什么产品都直接找它。

建造者模式应用举例

家装

家装不管是精装还是简装，它的流程都相对固定，所以它适用于建造者模式。我们就以家装为例，一起来学习了解一下建造者模式。下图是家装建造者模式简单的 UML 图。

1、家装对象类

/**

* 家装对象类

*/

public class House {

// 买家电

private String jiadian;

// 买地板

private String diban;

// 买油漆

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 类

/**

* 抽象建造者

*/

public interface HouseBuilder {

// 买家电

void doJiadian();

// 买地板

void doDiBan();

// 买油漆

void doYouqi();

House getHouse();

}

3、具体建造者－简装建造者类

/**

* 简装创建者

*/

public class JianzhuangBuilder implements HouseBuilder {

private House house = new House();

@Override

public void doJiadian() {

house.setJiadian("简单家电就好");

}

@Override

public void doDiBan() {

house.setDiban("普通地板");

}

@Override

public void doYouqi() {

house.setYouqi("污染较小的油漆就行");

}

@Override

public House getHouse() {

return house;

}

}

4、具体建造者－精装建造者类

/**

* 精装创建者

*/

public class jingzhuangBuilder implements HouseBuilder {

private House house = new House();

@Override

public void doJiadian() {

house.setJiadian("二话不说，最好的");

}

@Override

public void doDiBan() {

house.setDiban("二话不说，实木地板");

}

@Override

public void doYouqi() {

house.setYouqi("二话不说，给我来0污染的");

}

@Override

public House getHouse() {

return house;

}

}

5、指挥官－家装公司类

/**

* 家装公司，值需要告诉他精装还是简装

*/

public class HouseDirector {

public House builder(HouseBuilder houseBuilder){

houseBuilder.doDiBan();

houseBuilder.doJiadian();

houseBuilder.doYouqi();

return houseBuilder.getHouse();

}

}

6、测试

public class App {

public static void main(String[] args) {

house();

}

public static void house(){

HouseDirector houseDirector = new HouseDirector();

// 简装

JianzhuangBuilder jianzhuangBuilder = new JianzhuangBuilder();

System.out.println("我要简装");

System.out.println(houseDirector.builder(jianzhuangBuilder));

// 精装

jingzhuangBuilder jingzhuangBuilder = new jingzhuangBuilder();

System.out.println("我要精装");

System.out.println(houseDirector.builder(jingzhuangBuilder));

}

}

输出结果

我们以家装为例，实现了两个具体的建造者，一个简装建造者、一个精装建造者。我们只需要告诉家装公司，我是需要简装还是精装，他会去帮我们安排，我不需要知道里面具体的细节。怎么样，建造者模式学回了吗？

对象构建

在日常开发中，你是不是会经常看到下面这种代码:

return new Docket(DocumentationType.SWAGGER_2)

.apiInfo(apiInfo())

.select()

.apis(RequestHandlerSelectors.basePackage("com.curry.springbootswagger.controller"))

.paths(PathSelectors.any())

.build();

是不是很优美？学会了 Builder 模式http://之后，你也可以通过这种方式进行对象构建。它是通过变种的 Builder 模式实现的。先不解释了，我们先用 Builder 模式来实现跟上述的对象构建，使用学生类为例。

学生对象代码：

public class Student {

private String name;

private int age;

private int num;

private String email;

// 提供一个静态builder方法

public static Student.Builder builder() {

return new Student.Builder();

}

// 外部调用builder类的属性接口进行设值。

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() {

// 将builder对象传入到学生构造函数

return new Student(this);

}

}

// 私有化构造器

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 + '\'' +

'}';

}

}

调用代码：

public static void student(){

Student student = Student.builder().name("平头哥").num(1).age(18).email("平头哥@163.com").build();

System.out.println(student);

}

可以看到，变种 Builder 模式包括以下内容：

在要构建的类内部创建一个静态内部类 Builder

静态内部类的参数与构建类一致

构建类的构造参数是 静态内部类，使用静态内部类的变量一一赋值给构建类

静态内部类提供参数的 setter 方法，并且返回值是当前 Builder 对象

最终提供一个 build 方法构建一个构建类的对象，参数是当前 Builder 对象

可能你会说，这种写法实现太麻烦了，确实需要我们写很多额外的代码，好在前辈们已经开发出了lombok来拯救我们，我们只需要引入lombok插件，然后在实体类上添加@Builder注解，你就可以实用 Builder 模式构建对象了。

建造者模式的优缺点

优点

在建造者模式中， 客户端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”

缺点

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。

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