設(shè)計(jì)模式·建造者模式

1、概念

將一個(gè)復(fù)雜的對(duì)象的構(gòu)建與它的表示相分離，使得不同的構(gòu)建過(guò)程可以創(chuàng)建出不同的表示，也叫做生成器模式。
工廠模式強(qiáng)調(diào)如何生產(chǎn)一個(gè)對(duì)象，而建造者模式強(qiáng)調(diào)順序，數(shù)量不同，組合生成的對(duì)象也就會(huì)可能產(chǎn)生不同的對(duì)象。

2、Java簡(jiǎn)化版構(gòu)造模式

在剛看《設(shè)計(jì)模式之禪》中對(duì)建造者模式的講解時(shí)發(fā)現(xiàn)，書中的案例和平常工作中遇到的建造者模式不同，當(dāng)時(shí)看的也有點(diǎn)懵逼，先來(lái)看一下在我們經(jīng)常遇到的建造者模式，比如Android的AlertDialog、Glide、Retrofit等也就是下面講的Java簡(jiǎn)化版的建造者模式

舉個(gè)例子：
一臺(tái)電腦（Computer）包含設(shè)備名稱、系統(tǒng)版本、CPU型號(hào)等多個(gè)參數(shù)，并且這些參數(shù)定義為可空的，如果要初始化這個(gè)對(duì)象，需要定義眾多的構(gòu)造方法來(lái)滿足參數(shù)可以為空的情況，這種情況可以使用建造者模式結(jié)合鏈?zhǔn)秸{(diào)用簡(jiǎn)化實(shí)現(xiàn)對(duì)象的構(gòu)建。
（對(duì)Java而言也可以通過(guò)JavaBean的get、set設(shè)置屬性值，在Kotlin的話因?yàn)閗otlin支持默認(rèn)參數(shù)屬性，所以構(gòu)造方法在Kotlin中的使用場(chǎng)景相對(duì)弱一些）

public class Computer {
    /**
     * 設(shè)備名稱，必選
     */
    private final String deviceName;
    /**
     * 可選參數(shù)
     */
    private final String cpu;
    private final String ram;
    private final String deviceId;
    private final String productId;
    private final String systemType;

    public Computer(Builder builder) {
        deviceName = builder.getDeviceName();
        cpu = builder.getCpu();
        ram = builder.getRam();
        deviceId = builder.getDeviceId();
        productId = builder.getProductId();
        systemType = builder.getSystemType();
    }

    public static class Builder {
        private final String deviceName;
        private String cpu;
        private String ram;
        private String deviceId;
        private String productId;
        private String systemType;

        public Builder(String deviceName) {
            this.deviceName = deviceName;
        }

        public Computer build() {
            return new Computer(this);
        }

        public String getDeviceName() {
            return deviceName;
        }

        public String getCpu() {
            return cpu;
        }

        public Builder setCpu(String cpu) {
            this.cpu = cpu;
            return this;
        }

        public String getRam() {
            return ram;
        }

        public Builder setRam(String ram) {
            this.ram = ram;
            return this;
        }

        public String getDeviceId() {
            return deviceId;
        }

        public Builder setDeviceId(String deviceId) {
            this.deviceId = deviceId;
            return this;
        }

        public String getProductId() {
            return productId;
        }

        public Builder setProductId(String productId) {
            this.productId = productId;
            return this;
        }

        public String getSystemType() {
            return systemType;
        }

        public Builder setSystemType(String systemType) {
            this.systemType = systemType;
            return this;
        }
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "主機(jī)信息\n" +
                "設(shè)備名稱：" + deviceName + '\n' +
                "處理器：" + cpu + '\n' +
                "內(nèi)存：" + ram + '\n' +
                "設(shè)備ID：" + deviceId + '\n' +
                "產(chǎn)品ID：" + productId + '\n' +
                "系統(tǒng)類型：" + systemType + '\n';
    }
}

如下使用方式

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Computer computer = new Computer.Builder("張三的電腦")
                .setCpu("Intel(R) Core(TM)i7-10510U CPU1.8Hz~2.3Hz")
                .setRam("16GB")
                .setDeviceId("AS87AD7C-SDGF-SDDV-7DUY8655SD")
                .setProductId("00425-00000-00002-AA474")
                .setSystemType("Microsoft Windows 10 企業(yè)版 LTSC")
                .build();
        System.out.println(computer.toString());
    }
}

輸出結(jié)果如下：

主機(jī)信息
設(shè)備名稱：張三的電腦
處理器：Intel(R) Core(TM)i7-10510U CPU1.8Hz~2.3Hz
內(nèi)存：16GB
設(shè)備ID：AS87AD7C-SDGF-SDDV-7DUY8655SD
產(chǎn)品ID：00425-00000-00002-AA474
系統(tǒng)類型：Microsoft Windows 10 企業(yè)版 LTSC
3、經(jīng)典版建造者模式

上面李局了Java簡(jiǎn)化版的構(gòu)造者模式，但是經(jīng)典的構(gòu)造者模式跟上面這個(gè)比起來(lái)結(jié)構(gòu)有較大不一致，還是以創(chuàng)建Computer對(duì)象為例

3.1、建造者模式創(chuàng)建Computer類圖
image.png

對(duì)于類圖中四個(gè)成員的定義如下：

  • Computer：要?jiǎng)?chuàng)建的產(chǎn)品對(duì)象
  • Builder：抽象建造者，定義創(chuàng)建產(chǎn)品對(duì)象各個(gè)子部分的模板方法，定義創(chuàng)建產(chǎn)品對(duì)象的方法
  • LenovoBuilder：具體的建造者實(shí)現(xiàn)類，負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的各個(gè)子部件的實(shí)現(xiàn)和最終產(chǎn)品對(duì)象的創(chuàng)建
  • Director：負(fù)責(zé)使用Builder角色的接口API來(lái)生成產(chǎn)品實(shí)例

首先定義最終要生產(chǎn)的產(chǎn)品類如下

public class Computer {
    /**
     * 設(shè)備名稱，必選
     */
    private final String deviceName;
    /**
     * 可選參數(shù)
     */
    private String cpu;
    private String ram;
    private String deviceId;
    private String productId;
    private String systemType;

    public Computer(String deviceName) {
        this.deviceName = deviceName;
    }

    public String getCpu() {
        return cpu;
    }

    public void setCpu(String cpu) {
        this.cpu = cpu;
    }

    public String getRam() {
        return ram;
    }

    public void setRam(String ram) {
        this.ram = ram;
    }

    public String getDeviceId() {
        return deviceId;
    }

    public void setDeviceId(String deviceId) {
        this.deviceId = deviceId;
    }

    public String getProductId() {
        return productId;
    }

    public void setProductId(String productId) {
        this.productId = productId;
    }

    public String getSystemType() {
        return systemType;
    }

    public void setSystemType(String systemType) {
        this.systemType = systemType;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "主機(jī)信息\n" +
                "設(shè)備名稱：" + deviceName + '\n' +
                "處理器：" + cpu + '\n' +
                "內(nèi)存：" + ram + '\n' +
                "設(shè)備ID：" + deviceId + '\n' +
                "產(chǎn)品ID：" + productId + '\n' +
                "系統(tǒng)類型：" + systemType + '\n';
    }
}

然后定義抽象建造者

public abstract class Builder {
    public abstract void setCpu();

    public abstract void setRam();

    public abstract void setDeviceId();

    public abstract void setProductId();

    public abstract void setSystemType();

    public abstract Computer buildComputer();
}

具體的子類建造者實(shí)現(xiàn)類，這里定義的LenovoBuilder用于創(chuàng)建聯(lián)想電腦，有其他的產(chǎn)品比如蘋果電腦也可以增加AppleBuilder等

public class LenovoBuilder extends Builder {
    private final Computer computer ;

    public LenovoBuilder(String deviceName) {
        computer = new Computer(deviceName);
    }

    @Override
    public void setCpu() {
        computer.setCpu("Intel(R) Core(TM)i7-10510U CPU1.8Hz~2.3Hz");
    }

    @Override
    public void setRam() {
        computer.setRam("16GB");
    }

    @Override
    public void setDeviceId() {
        computer.setDeviceId("AS87AD7C-SDGF-SDDV-7DUY8655SD");
    }

    @Override
    public void setProductId() {
        computer.setProductId("00425-00000-00002-AA474");
    }

    @Override
    public void setSystemType() {
        computer.setSystemType("Microsoft Windows 10 企業(yè)版 LTSC");
    }

    @Override
    public Computer buildComputer() {
        return computer;
    }
}

蘋果筆記本的構(gòu)建類如下

public class AppleBuilder extends Builder {
    private final Computer computer ;

    public AppleBuilder(String deviceName) {
        computer = new Computer(deviceName);
    }

    @Override
    public void setCpu() {
        computer.setCpu("Intel(R) Core(TM)i9-10000 CPU2.3Hz~3.3Hz");
    }

    @Override
    public void setRam() {
        computer.setRam("32GB");
    }

    @Override
    public void setDeviceId() {
        computer.setDeviceId("234SDFBF-RGGD-SDDV-234RSEFSDF");
    }

    @Override
    public void setProductId() {
        computer.setProductId("1111-003400-234234-JH898");
    }

    @Override
    public void setSystemType() {
        computer.setSystemType("MacOS 16");
    }

    @Override
    public Computer buildComputer() {
        return computer;
    }
}

通過(guò)Director調(diào)用Builder的方法來(lái)生成產(chǎn)品對(duì)象

public class Director {

    public void makeComputer(Builder builder) {
        builder.setCpu();
        builder.setDeviceId();
        builder.setProductId();
        builder.setRam();
        builder.setSystemType();
    }
}

最后使用測(cè)試場(chǎng)景如下

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Director director = new Director();

        LenovoBuilder lenovoBuilder=new LenovoBuilder("聯(lián)想電腦");
        director.makeComputer(lenovoBuilder);
        System.out.println(lenovoBuilder.buildComputer());

        AppleBuilder appleBuilder=new AppleBuilder("蘋果電腦");
        director.makeComputer(appleBuilder);
        System.out.println(appleBuilder.buildComputer());
    }
}

輸出結(jié)果如下

主機(jī)信息
設(shè)備名稱：聯(lián)想電腦
處理器：Intel(R) Core(TM)i7-10510U CPU1.8Hz~2.3Hz
內(nèi)存：16GB
設(shè)備ID：AS87AD7C-SDGF-SDDV-7DUY8655SD
產(chǎn)品ID：00425-00000-00002-AA474
系統(tǒng)類型：Microsoft Windows 10 企業(yè)版 LTSC

主機(jī)信息
設(shè)備名稱：蘋果電腦
處理器：Intel(R) Core(TM)i9-10000 CPU2.3Hz~3.3Hz
內(nèi)存：32GB
設(shè)備ID：234SDFBF-RGGD-SDDV-234RSEFSDF
產(chǎn)品ID：1111-003400-234234-JH898
系統(tǒng)類型：MacOS 16

總結(jié)：當(dāng)產(chǎn)品類非常復(fù)雜，不同的調(diào)度產(chǎn)生不同的結(jié)果時(shí)，使用建造者模式比較適合。相同的組件或配件都可以裝配到一個(gè)對(duì)象，但是產(chǎn)生的結(jié)果又不相同，可以使用建造者模式。

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