介紹

今天我們將研究java中的Builder模式。Builder 設(shè)計(jì)模式是一種創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)模式，如工廠模式和抽象工廠模式。
當(dāng)Object包含許多屬性時(shí)，引入了Builder模式來解決Factory和Abstract Factory設(shè)計(jì)模式的一些問題。
當(dāng)Object包含許多屬性時(shí)，F(xiàn)actory和Abstract Factory設(shè)計(jì)模式存在三個(gè)主要問題。

1. 從客戶端程序傳遞到Factory類的參數(shù)太多，可能容易出錯(cuò)，因?yàn)榇蠖鄶?shù)情況下，參數(shù)的類型是相同的，而從客戶端來說，很難維護(hù)參數(shù)的順序。
2. 一些參數(shù)可能是可選的，但在Factory模式中，我們被迫發(fā)送所有需要發(fā)送為NULL的參數(shù)和可選參數(shù)。
3. 如果對(duì)象很重并且它的創(chuàng)建很復(fù)雜，那么所有這些復(fù)雜性都將成為Factory類的一部分，令人困惑。

我們可以通過提供具有所需參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)然后使用不同的setter方法來設(shè)置可選參數(shù)來解決大量參數(shù)的問題。這種方法的問題是，除非明確設(shè)置所有屬性，否則Object狀態(tài)將不一致。

Builder模式通過提供逐步構(gòu)建對(duì)象的方法并提供實(shí)際返回最終Object的方法，解決了大量可選參數(shù)和不一致狀態(tài)的問題。

意圖

將復(fù)雜對(duì)象的構(gòu)造與其表示分開，以便相同的構(gòu)造過程可以創(chuàng)建不同的表示。

定義

現(xiàn)實(shí)世界的例子：

想象一下角色扮演游戲的角色生成器。最簡(jiǎn)單的選擇是讓計(jì)算機(jī)為您創(chuàng)建角色。但是如果你想選擇職業(yè)，性別，頭發(fā)顏色等角色細(xì)節(jié)，那么角色生成將成為一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，在所有選擇準(zhǔn)備就緒時(shí)完成。

簡(jiǎn)單來說：

允許您創(chuàng)建不同風(fēng)格的對(duì)象，同時(shí)避免構(gòu)造函數(shù)被污染。當(dāng)有幾種不同的構(gòu)造函數(shù)時(shí)很有用。或者在創(chuàng)建對(duì)象時(shí)涉及很多步驟。

維基百科說：

構(gòu)建器模式是對(duì)象創(chuàng)建軟件設(shè)計(jì)模式，其目的是找到伸縮構(gòu)造器反模式的解決方案。

話雖如此，讓我補(bǔ)充說一下伸縮構(gòu)造器反模式是什么。某時(shí)某刻，我們都會(huì)看到如下構(gòu)造函數(shù)：

public Hero(Profession profession, String name, HairType hairType, HairColor hairColor, Armor armor, Weapon weapon) {
}

正如您所看到的，構(gòu)造函數(shù)參數(shù)的數(shù)量很快就會(huì)失控，并且可能很難理解參數(shù)的排列。此外，如果您希望將來添加更多選項(xiàng)，此參數(shù)列表可能會(huì)繼續(xù)增長(zhǎng)。這就被稱為"the telescoping constructor anti-pattern"(可伸縮構(gòu)造器的反模式)。

理智的替代方案是使用Builder模式。

實(shí)例

讓我們看看如何在java中實(shí)現(xiàn)構(gòu)建器設(shè)計(jì)模式。

• 首先，您需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)靜態(tài)嵌套類，然后將所有參數(shù)從外部類復(fù)制到Builder類。我們應(yīng)該遵循命名約定，如果類名是Computer那么構(gòu)建器類應(yīng)該命名為ComputerBuilder。
• Java Builder類應(yīng)該有一個(gè)公共構(gòu)造函數(shù)，其中包含所有必需的屬性作為參數(shù)。
• Java Builder類應(yīng)具有設(shè)置可選參數(shù)的方法，并且應(yīng)在設(shè)置可選屬性后返回相同的Builder對(duì)象。
• 最后一步是build()在構(gòu)建器類中提供一個(gè)方法，該方法將返回客戶端程序所需的Object。為此，我們需要在Class中使用Builder類作為參數(shù)的私有構(gòu)造函數(shù)。

下面是示例構(gòu)建器模式示例代碼，首先，我們有我們想要?jiǎng)?chuàng)造的英雄

public final class Hero {
  private final Profession profession;
  private final String name;
  private final HairType hairType;
  private final HairColor hairColor;
  private final Armor armor;
  private final Weapon weapon;

  private Hero(Builder builder) {
    this.profession = builder.profession;
    this.name = builder.name;
    this.hairColor = builder.hairColor;
    this.hairType = builder.hairType;
    this.weapon = builder.weapon;
    this.armor = builder.armor;
  }
}

然后我們有了建設(shè)者

public static class HeroBuilder {
    private final Profession profession;
    private final String name;
    private HairType hairType;
    private HairColor hairColor;
    private Armor armor;
    private Weapon weapon;

    public Builder(Profession profession, String name) {
      if (profession == null || name == null) {
        throw new IllegalArgumentException("profession and name can not be null");
      }
      this.profession = profession;
      this.name = name;
    }

    public Builder withHairType(HairType hairType) {
      this.hairType = hairType;
      return this;
    }

    public Builder withHairColor(HairColor hairColor) {
      this.hairColor = hairColor;
      return this;
    }

    public Builder withArmor(Armor armor) {
      this.armor = armor;
      return this;
    }

    public Builder withWeapon(Weapon weapon) {
      this.weapon = weapon;
      return this;
    }

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

請(qǐng)注意，Hero類只有g(shù)etter方法，沒有公共構(gòu)造函數(shù)。因此，獲取Hero對(duì)象的唯一方法是通過HeroBuilder類。

然后它可以用作如下，顯示如何使用Builder類來獲取對(duì)象：

Hero mage = new Hero.HeroBuilder(Profession.MAGE, "Riobard").withHairColor(HairColor.BLACK).withWeapon(Weapon.DAGGER).build();

使用場(chǎng)景

使用Builder模式時(shí)

• 用于創(chuàng)建復(fù)雜對(duì)象的算法應(yīng)該獨(dú)立于構(gòu)成對(duì)象的部分以及它們?nèi)绾谓M裝
• 構(gòu)造過程必須允許對(duì)構(gòu)造的對(duì)象進(jìn)行不同的表示

JDK中的Builder設(shè)計(jì)模式示例

Java類中的一些構(gòu)建器模式示例是;

• java.lang.StringBuilder＃append（）（未同步）
• java.lang.StringBuffer＃append（）（synchronized）

總結(jié)

優(yōu)點(diǎn)：

• 建造者獨(dú)立，易擴(kuò)展。
• 便于控制細(xì)節(jié)風(fēng)險(xiǎn)。

缺點(diǎn)：

• 產(chǎn)品必須有共同點(diǎn)，范圍有限制。
• 如內(nèi)部變化復(fù)雜，會(huì)有很多的建造類。

注意事項(xiàng)：

與工廠模式的區(qū)別是：建造者模式更加關(guān)注與零件裝配的順序。

以上就是Java通俗易懂系列設(shè)計(jì)模式之建造者模式的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Java設(shè)計(jì)模式的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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