Java 帝国之建造者模式

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原创最新推荐文章于 2026-06-02 15:10:05 发布 330 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

帝国竞争算法(imperialist competitive algorithm, ICA )详解+Java代码实现前言这段时间用过这个算法做过相关的工作，今天就介绍一下吧。虽然感觉效果嘛，勉勉强强啦。不过每种算法肯定有其适用的地方，用到了就Mark一下方便后人吧~ 介绍帝国竞争算法（imperialist competitive algorithm，ICA）是Atashpaz-Gargari和Lucas于2007年提出的一种基于帝国主义殖民竞争机制的进化算法，属于社会启发的随机优化搜索方法。目前，ICA已被成功应用于多种优化问题中，如调度问题、分类问题和机械设计问题等。[2] 帝国主义竞争算法，借鉴了人类历史上政治阅读详情

本文来自王钦誉的投稿，老刘做了较大修改。

原文地址：

https://xiaoqinyu0000.github.io/2018/06/11/Java/JavaBuilder/

据说在帝国建立初期，人类眼里的Java程序就是一个黑乎乎的命令行窗口，里面显展示着大片大片的代码和文字。

那是一个灰暗的年代，几乎没有人愿意天天与这些黑窗口打交道。

国王决心让帝国变得多姿多彩，于是下令建立图形村，研究Java的图形和图像。

经过艰苦卓绝的努力，我们掌握了GUI编程的核心技术，帝国终于可以在人类设备上展示图形界面了。

99个重载函数

我是图形村的一个代表，专门对外提供一种图形： Square(正方形)

给你看看我最近接的几个单子：

640?wx_fmt=png

用户一的需求是一个50 * 50的蓝色正方形；

用户二的需求是一个50 * 50的蓝色正方形，还要一个黑色的边框；

…....

Square对象可以很简单（例如用户一要的就是一个蓝色的正方形），也可以非常复杂（形状、颜色、大小、边框、阴影、层次等等）。

用户需要什么样的图形，只需要把对应的属性（长、宽、颜色...）告诉我就行...

 1class Square {
 2    public Square(int size, int color) { ... }
 3
 4    public Square(int size, int color, int borderColor) { ... }
 5
 6    public Square(int size, int color, int borderColor, float radius) { ... }
 7
 8    public Square(int size, int color, int borderColor, float radius, float strokeDashGap) { ... }
 9
10    public Square(int size, int color, int borderColor, float radius, float strokeDashGap, float shadow) { ... }
11    ......
12}

(友情提示：可左右滑动)

为此，一个Square的构造函数，我整整重载了99次！

不过带来的好处就是不管用户想要一个什么样的图形，只需调用一个方法，一行代码就可以搞定啦。

比如，用户1想要一个50*50的蓝色正方形，你需要给我3个参数便可以获得Square对象：

大小：50 * 50
颜色：Color.Blue

Square square = new Square(50, Color.Blue);

想再加一个黑色边框，只需要增加一个参数就行：

边框：Color.Black

Square square = new Square(50, Color.Blue, Color.Black);

仅需一行代码就可以拿到Square对象，然后就可以在人类的设备上显示图形啦。

没有什么是一个重载方法解决不了的，如果有，那就两个重载方法…

每当有人抱怨说，从你这99个方法中找到一个合适的方法实在是太难了！我就扔给他一个文档，里边详细描述着每个方法的参数，含义，只要读一遍，绝对没问题！

我的坚持引发了大家的怨气，当抱怨的人越来越多，我有点慌了，赶紧去找村长，希望他能给出点注意。

新设计

村长看了一会儿我的API，叹了口气说：“怪不得人家抱怨，你看看你的设计！”

Square square = new Square(50, Color.Red, Color.Blue, 5, Color.Black, 4, 9, Color.Red, 4, 8);

我一瞧，有什么奇怪的嘛？不就是创建一个Square对象吗？

他指着这行代码：“你看这行代码，能够清晰得知道要的是怎么样的图形吗？假设要你把阴影颜色改了，你知道改哪个值吗？”

我说：“稍等，我查下文档。”

3分钟后我说：“好像是改第5个参数吧。”

“每次用你的服务都要去查文档，从N个重载方法里找到对应所需的方法，再看看每个属性的含义，你觉得好用吗？” 村长厉声斥责。

我心想，这确实是问题，然而世间之事哪能十全十美呢？

我叹了口气：“Square 是复杂对象，有很多属性和组合方式…有形状、颜色、长宽、边框、阴影、内外边距….”。

“你啊，真是不思进取，你想想，还有什么好的设计？ ”

我说：“也许可以做出这样？ ”

1class Square {
2    public Square() {...}
3    public void setSize(int size) {...}
4    public void setColor(int color) {...}
5    public void setBorderSize(int size) {...} 
6    public void setBorderColor(int color) {...}
7    public void setPadding(int left, int top, int right, int bottom) {...}
8    ...
9}

(友情提示：可左右滑动)

1Square square = new Square();
2square.setColor(Color.Blue);
3square.setBorderSize(5);
4square.setBorderColor(Color.Black);

如何对参数进行检查？

村长说：“这其实是一种类似JavaBean的方法，比之前好了一点，但是你想过这个问题没有？假设一些属性依赖另外一些属性，如果设置了属性A，但是没有设置属性B，那Square对象其实是有问题的，对于这种情况，你怎么处理？你在什么地方检查这种互相依赖的逻辑？ ”

村长一下子就击中我的要害了，果然有两下子。

我赶紧请教：“您有何高见？”

村长说道：“你可以开放一个静态内部类专门用来与外界打交道，来收集用户想要设置的参数并且做检查。”

 1class Square {
 2
 3    private int color;
 4    private int borderSize;
 5    ......
 6    //private，让外面无法直接创建
 7    private Square(Builder builder) {    
 8        this.color = builder.color;
 9        this.borderSize = builder.borderSize;
10        ......
11    }
12
13    public static class Builder {
14        private int color;
15        private int borderSize;
16        ......
17
18        public void setColor(int color) { }
19        public void setBorderSize(int size) { }    //边框大小
20        public void setBorderColor(int color) { }    //边框颜色
21        public void setPadding(int left, int top, int right, int bottom) { }
22        ...
23
24        public Square build() {
25            ...检查参数之间的关系是否设置正确...
26            return new Square(this);
27        }
28    }
29}

看到这个代码，我已经不由自主地在纸上模拟用户的使用场景了：

1Square.Builder builder = new Square.Builder();
2builder.setSize(50);
3builder.setColor(Color.Blue);
4builder.setBorderSize(5);
5builder.setBorderColor(Color.Black); 
6//在build方法中会检查参数是否正确。
7Square square = builder.build();

可是这个调用方式可是比我之前提供的API复杂得多呀！如果旧的API，只用一行代码就可以可以了！

链式调用

村长似乎看到了我的疑惑，笑了笑问到：”你知道链式调用吗？“。

紧接着，他又展示了一段代码，里面静态内部类Builder的所有设置属性的方法的返回值居然变了：

 1class Square {
 2    ...
 3    public static final class Builder {
 4        public Builder setColor(int color) {
 5            ......
 6            return this;
 7        }
 8        public Builder setBorderSize(int size) {
 9            ......
10            return this;
11        }
12        public Builder setBorderColor(int color) {
13            ......
14            return this;
15        }
16        public Builder setPadding(int left, int top, int right, int bottom) {
17            ......
18            return this;
19        }
20        ...
21        public Square build() {
22            ...检查参数之间的关系是否设置正确...
23            return new Square(this);
24        }
25    }
26}

每一个Builder都返回了一个this，可是这又有什么用呢。

结合之前对方说的链式调用，我内心突然想到某种可能！

赶紧对之前调用方式的Demo做了一点修改：

1Square square = new Square.Builder()
2    .setSize(50)
3    .setColor(Color.Blue)
4    .setBorderSize(5)
5    .setBorderColor(Color.Black)
6    .build();

居然用一行代码就完成了调用，而且每个方法和属性都是如此得清晰、如此的明了，让人陶醉其中，不能自拔！

“看来，好的API设计远远重要于一份面面俱到的文档。” 我不由地感慨。

建造者模式

村长说道：“是啊，其实这种方式有个名称，叫做建造者模式！对于你这个场景很适用。”

“Builder模式？ 23种设计模式之一，我学习过，好像不是这样的啊？” 说着我展示了一个UML 类图。

640?wx_fmt=png