java设计模式一创建型模式一建造者模式

我们看个盖房子项目需求:

盖房项目需求:
	
	(1)需要建房子:这一过程为打桩、砌墙、封顶
	(2)房子有各种各样的,比如普通房,高楼,别墅,各种房子的过程虽然一样,但是要求却不相同
	(3)编写程序,完成需求.

传统方式:

类图如下所示:

代码如下(这里只有盖普通房子的代码和讲解):

首先我们来建个盖房子的抽象父类

public abstract class AbstracHouse {

//打地基
public abstract void buildBasic();

//砌墙
public abstract void buildWalls();

//封顶
public abstract void roofed();

public void build(){
    buildBasic();
    buildWalls();
    roofed();
}
} 

然后再建个建造普通房子的类去继承抽象父类

public class CommonHouse extends AbstracHouse {
@Override
public void buildBasic() {
    System.out.println("普通房子打地基");
}

@Override
public void buildWalls() {
    System.out.println("普通房子砌墙");
}

@Override
public void roofed() {
    System.out.println("普通房子封顶");
}
}

最后建个客户端类即(测试类)去调用盖房子的方法

public class Client {
public static void main(String[] args) {
    CommonHouse commonHouse = new CommonHouse();
    commonHouse.build();
}
}

我们可以看到,传统方式解决盖房子需求问题分析

(1)优点是比较好理解,简单易操作

(2)设计的程序结构,过于简单,没有设计缓存对象,程序的扩展和维护不好,也就是说,这种设计方式,把产品(即:房子)和创建产品的过程(即:建房子)封装在一起,耦合性增强了.

(3)解决方案:将产品和产品建造过程解耦 => 建造者模式.简单的说就是把产品和产品的建造过程分开.

建造者模式基本介绍:

(1)建造者模式又叫生成器模式,是一种对象构建模式.它可以将复杂对象的建造过程抽象出来(抽象实例),使这个抽象过程的不同实现方法可以构造出不同表现(属性)的对象

(2)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.

建造者模式的四个角色:

(1)Product(产品角色):一个具体的产品对象.

(2)Builder(抽象建造者):创建一个Product对象的各个部件指定的接口/抽象类.

(3)ConcreteBuilder(具体建造者):实现接口,构建和装配各个部件.

(4)Director(指挥者):构建一个使用Builder接口的对象.它主要用于创建一个复杂的对象.它主要有两个作用,一是:隔离了客户与对象的生产过程,二是:负责控制产品对象的生产过程.

不理解没关系,我们来看一下原理类图:

这里Builder(抽象类,规定了Product的制作流程)组合了Product这个类.

ConcreteBuilder继承了Builder把里面流程的具体方法给实现了.

Director这里是:把Builder聚合到Director里面,然后让Director去调用Builder完成产品(即房子)的具体建造.实际上Builder是个抽象类,Director调用的是ConcreteBuilder里的具体实现方法.

回到盖房子项目,我们来看看建造者模式实现盖房子项目的类图:

HouseBuilder是接口,提供方法

CommonHouse和HightBuilding是具体实现类.

HouseDirector是工厂类,负责生产HouseBuilder

代码:

产品对象

//产品 -> Product

public class House {

private  String baise;
private  String wall;
private  String roofed;

public String getBaise() {
    return baise;
}

public void setBaise(String baise) {
    this.baise = baise;
}

public String getWall() {
    return wall;
}

public void setWall(String wall) {
    this.wall = wall;
}

public String getRoofed() {
    return roofed;
}

public void setRoofed(String roofed) {
    this.roofed = roofed;
}
}

---

建造者

//抽象的建造者

public abstract class HouseBuilder {

protected  House house = new House();

//将建造的流程写好,这是抽象的方法
public abstract void buildBasic();
public abstract void buildWalls();
public abstract void roofed();

//建造房子完成后,将产品(房子)返回
public House buildHouse(){
    return house;
}
}

---

普通房子建造

public class CommonHouseBuilder extends HouseBuilder {
@Override
public void buildBasic() {
    System.out.println("普通房子打地基5米");
}

@Override
public void buildWalls() {
    System.out.println("普通房子砌墙10cm");
}

@Override
public void roofed() {
    System.out.println("普通房子屋顶");
}
}

---

高楼建造

public class HightBuilding extends HouseBuilder{
@Override
public void buildBasic() {
    System.out.println("高楼的打地基100米");
}

@Override
public void buildWalls() {
    System.out.println("高楼的砌墙20cm");
}

@Override
public void roofed() {
    System.out.println("高楼的透明屋顶");
}
}

---

测试类

public class Client {
public static void main(String[] args) {
    //盖普通房子
    CommonHouseBuilder commonHouseBuilder = new CommonHouseBuilder();

    //准备创建房子的指挥者
    HouseDirector houseDirector = new HouseDirector(commonHouseBuilder);

    //完成盖房子,返回产品(房子)
    House house = houseDirector.constructHouse();

    System.out.println("------------------");
    //盖高楼
    HightBuilding hightBuilding = new HightBuilding();

    //重制建造者
    houseDirector.setHouseBuilder(hightBuilding);

    //完成盖房子,返回产品(高楼)
    houseDirector.constructHouse();
}
}

这里代码house没有赋值,有需要的自己用set方法赋值

建造者模式的注意事项和细节

(1)客户端(使用程序)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.

(2)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

(3)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

(4)增加新的具体建造者无须修改原有类的代码,指挥者类针对抽象建造者类编程,系统扩展方便,符号"开闭原则".

(5)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,则不合适使用建造者模式,因此其使用范围受到一定的限制

(6)如果产品的内部变化复杂,可能会导致需要定于很多具体建造者类来实现这种变化,导致系统变得很庞大,因此在这种情况下,要考虑是否选择建造者模式

(7)抽象工厂模式vs建造者模式
	抽象工厂模式实现对产品家族的创建,一个产品家族是这样的一系列产品:具有不同分类维度的产品组合,采用抽象工厂模式不需要关心构建过程,只关心什么产品由什么工厂生产即可.而建造者模式则是要求按照指定的蓝图建造产品,它的主要目的是通过组装零配件而产生一个新产品

有关建造者模式就介绍到这了