• 原文鏈接 https://dzone.com/articles/design-patterns-the-builder-pattern
  開(kāi)發(fā)模式非常有用，它們?yōu)橐恍┏Ｒ?jiàn)的問(wèn)題提供了可靠，高效的解決方案。此外，它們成為開(kāi)發(fā)人員之間通用的語(yǔ)言。

Builder模式是一種創(chuàng)建模式 - 換句話說(shuō)，它用于創(chuàng)建和初始化對(duì)象。

問(wèn)題

假設(shè)我們是一個(gè)Java團(tuán)隊(duì)，為一家銀行開(kāi)發(fā)軟件。 我們需要一個(gè)類(lèi)來(lái)表示銀行賬戶(hù)。 以下是BankAccount類(lèi)的第一個(gè)版本（請(qǐng)注意，使用double作為貨幣的數(shù)據(jù)類(lèi)型是一個(gè)壞主意 ）。

public class BankAccount {
    private long accountNumber;
    private String owner;
    private double balance;
    public BankAccount(long accountNumber, String owner, double balance) {
        this.accountNumber = accountNumber;
        this.owner = owner;
        this.balance = balance;
    }
    //Getters and setters omitted for brevity.
}

非常簡(jiǎn)單 - 我們可以按如下方式使用它。

BankAccount account = new BankAccount(123L, "Bart", 100.00);

很遺憾，我們要不停添加新功能。 一個(gè)新需求是，我們要跟蹤每個(gè)帳戶(hù)的利率，開(kāi)戶(hù)日期，以及可選的開(kāi)設(shè)分行。 這聽(tīng)起來(lái)很容易，所以我們做出了BankAccount類(lèi)的2.0版本。

public class BankAccount {
    private long accountNumber;
    private String owner;
    private String branch;
    private double balance;
    private double interestRate;
    public BankAccount(long accountNumber, String owner, String branch, double balance, double interestRate) {
        this.accountNumber = accountNumber;
        this.owner = owner;
        this.branch = branch;
        this.balance = balance;
        this.interestRate = interestRate;
   }
    //Getters and setters omitted for brevity.
}

于是我們使用以下方式來(lái)創(chuàng)建對(duì)象

BankAccount account = new BankAccount(456L, "Marge", "Springfield", 100.00, 2.5);
BankAccount anotherAccount = new BankAccount(789L, "Homer", null, 2.5, 100.00);  //Oops!

這段代碼可以編譯通過(guò)，但是實(shí)際上是錯(cuò)誤的，Homer的錢(qián)每個(gè)月都會(huì)增加一倍。 提示：密切關(guān)注傳遞給構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)的順序。

如果我們有多個(gè)相同類(lèi)型的連續(xù)參數(shù)，很容易出現(xiàn)類(lèi)似的錯(cuò)誤， 并且這樣的錯(cuò)誤很難被發(fā)現(xiàn)。 另外，太多的構(gòu)造函數(shù)參數(shù)會(huì)導(dǎo)致代碼變得難以閱讀。 如果我們有10個(gè)不同的參數(shù)，根本無(wú)法快速理解每個(gè)參數(shù)的含義。 更糟糕的是，其中一些值可能是可選的，這意味著我們需要?jiǎng)?chuàng)建多個(gè)不同的構(gòu)造函數(shù)來(lái)處理所有可能的組合，否則我們必須將null傳遞給構(gòu)造函數(shù)（丑陋！）。

你可能認(rèn)為我們可以不寫(xiě)構(gòu)造函數(shù)然后通過(guò)setter方法設(shè)置參數(shù)。 但是，這將帶來(lái)另外的問(wèn)題 - 如果開(kāi)發(fā)人員忘記調(diào)用必須要調(diào)用的setter方法怎么辦？ 我們最終可能會(huì)得到一個(gè)只是部分初始化的對(duì)象，同樣，這樣的問(wèn)題編譯階段無(wú)法發(fā)現(xiàn)，很難被追蹤。

因此，我們需要解決兩個(gè)問(wèn)題：

• 構(gòu)造函數(shù)參數(shù)太多。
• 對(duì)象狀態(tài)不正確。

這是Builder模式發(fā)揮作用的地方。

Builder模式

Builder模式允許我們編寫(xiě)可讀，易懂的代碼來(lái)初始化復(fù)雜的對(duì)象。你可能已經(jīng)在Apache Camel或Hamcrest等工具中看到過(guò)類(lèi)似的用法 。

首先我們需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)新類(lèi)：構(gòu)建器類(lèi)，它將包含BankAccount類(lèi)中所有字段。 我們用構(gòu)造器類(lèi)來(lái)配置每個(gè)參數(shù)，然后使用這些參數(shù)來(lái)返回BankAccount類(lèi)的對(duì)象。 同時(shí)，我們將從BankAccount類(lèi)中刪除公共構(gòu)造函數(shù)，并將其替換為私有構(gòu)造函數(shù)，以便只能通過(guò)構(gòu)建器創(chuàng)建BankAccount對(duì)象。

如下：

public class BankAccount {
    public static class Builder {
        private long accountNumber; //This is important, so we'll pass it to the constructor.
        private String owner;
        private String branch;
        private double balance;
        private double interestRate;
        public Builder(long accountNumber) {
            this.accountNumber = accountNumber;
        }
        public Builder withOwner(String owner){
            this.owner = owner;
            return this;  //By returning the builder each time, we can create a fluent interface.
        }
        public Builder atBranch(String branch){
            this.branch = branch;
            return this;
        }
        public Builder openingBalance(double balance){
            this.balance = balance;
            return this;
        }
        public Builder atRate(double interestRate){
            this.interestRate = interestRate;
            return this;
        }
        public BankAccount build(){
            //Here we create the actual bank account object, which is always in a fully initialised state when it's returned.
            BankAccount account = new BankAccount();  //Since the builder is in the BankAccount class, we can invoke its private constructor.
            account.accountNumber = this.accountNumber;
            account.owner = this.owner;
            account.branch = this.branch;
            account.balance = this.balance;
            account.interestRate = this.interestRate;
            return account;
        }
    }
    //Fields omitted for brevity.
    private BankAccount() {
        //Constructor is now private.
    }
    //Getters and setters omitted for brevity.
}

我們現(xiàn)在可以創(chuàng)建新帳戶(hù)，如下所示。

BankAccount account = new BankAccount.Builder(1234L)
            .withOwner("Marge")
            .atBranch("Springfield")
            .openingBalance(100)
            .atRate(2.5)
            .build();
BankAccount anotherAccount = new BankAccount.Builder(4567L)
            .withOwner("Homer")
            .atBranch("Springfield")
            .openingBalance(100)
            .atRate(2.5)
            .build();

這樣的代碼大大提高了可讀性。

總結(jié)

我們通過(guò)一個(gè)示例開(kāi)始，代碼從簡(jiǎn)單開(kāi)始，然后變得越來(lái)越復(fù)雜。 然后，我們使用Builder模式來(lái)解決我們發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。