建造者模式之构建器(Builder)

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场景

当前有一个实体类用于表示食品外包装的营养元素(份量、份数、卡路里、脂肪、钠、碳水化合物等…)

/**
 * 该类表示一个食品包装 营养成分元素类
 */
public class NutritionFacts {
    private int servingSize;     // 份量 (必须)
    private int servings;        // 份数 (必须)
    private int calories;        // 卡路里 (可选)
    private int fat;             // 脂肪 (可选)
    private int sodium;          // 钠 (可选)
    private int carbohydrate;    // 碳水化合物 (可选)
}

这些属性有些是必要的有些是不必要的，如何应对需要不同属性组合在一起的情况？

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一、构造器方式

1.使用全参构造器

public NutritionFacts(int servingSize, int servings, int calories, int fat, int sodium, int carbohydrate) {
        this.servingSize = servingSize;
        this.servings = servings;
        this.calories = calories;
        this.fat = fat;
        this.sodium = sodium;
        this.carbohydrate = carbohydrate;
    }

2.使用重叠构造器

public NutritionFacts(int servingSize, int servings) {
        this(servingSize, servings, 0);
    }

    public NutritionFacts(int servingSize, int servings, int calories) {
        this(servingSize, servings, calories, 0);
    }

    public NutritionFacts(int servingSize, int servings, int calories, int fat) {
        this(servingSize, servings, calories, fat, 0);
    }

    public NutritionFacts(int servingSize, int servings, int calories, int fat, int sodium) {
        this(servingSize, servings, calories, fat, sodium, 0);
    }

    public NutritionFacts(int servingSize, int servings, int calories, int fat, int sodium, int carbohydrate) {
        this.servingSize = servingSize;
        this.servings = servings;
        this.calories = calories;
        this.fat = fat;
        this.sodium = sodium;
        this.carbohydrate = carbohydrate;
    }

不管是全参构造器还是重叠构造器，当参数越来越多时，代码的可读性以及代码编写的复杂性将越来越大，使工作难度增加。

二、JavaBeans方式

在这种方式下，我们先调用一个无参构造器来创建一个对象，之后再调用set方法来设置必要属性与那些我们关注的属性。

public static void main(String[] args) {
        NutritionFacts nutritionFacts = new NutritionFacts();
        nutritionFacts.setServingSize(240);
        nutritionFacts.setCalories(200);
        nutritionFacts.setFat(6);
        nutritionFacts.setSodium(1200);
    }

但同时这种方式也有很大的缺点。因为一个对象的构造过程被分到了多个调用中，在构造过程中JavaBean可能处于不一致的状态。同时JavaBeans模式使得类变成不可变的可能性不复存在(因为存在set方法),这就需要我们付出更多的经历来确保它的线程安全问题。

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三、构建器方式(建造者模式的一种)

这种方式是让客户端利用所有必要的参数调用构造器，得到一个Builder对象。然后客户端在builder对象上调用类似于setter的方法，设置每个相关的可选参数。最后，客户端调用无参的build方法来生成通常是不可变的对象。

public Builder(int servingSize, int servings) {
            this.servingSize = servingSize;
            this.servings = servings;
        }

        public Builder calories(int calories) {
            this.calories = calories;
            return this;
        }

        public Builder fat(int fat) {
            this.fat = fat;
            return this;
        }

        public Builder sodium(int sodium) {
            this.sodium = sodium;
            return this;
        }

        public Builder carbohydrate(int carbohydrate) {
            this.carbohydrate = carbohydrate;
            return this;
        }

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

    private NutritionFacts(Builder builder) {
        this.servingSize = builder.servingSize;
        this.servings = builder.servings;
        this.calories = builder.calories;
        this.fat = builder.fat;
        this.sodium = builder.sodium;
        this.carbohydrate = builder.carbohydrate;
    }

builder的设值方法会返回builder本身，这样是为了方便把调用链接起来，得到一个流式API。

public static void main(String[] args) {
        NutritionFacts nutritionFacts =
                new NutritionFacts.Builder(200,240).calories(1).fat(2).build();
    }