设计模式GOF23--建造者模式

场景

  • 建造一个复杂的产品
  • 实际开发中,我们构建的对象非常复杂时

建造模式的本质

  • 分离了对象子组件的单独构造(由Builder来负责)和装配(由Director负责),从而构造出复杂的对象。这个模式适用于:某个对象的构建过程复杂的情况下使用。
  • 由于实现了构建和装配的解耦。不同的构建器,相同的装配,也可以做出不同的对象;相同的购建器,不同的装配顺序也可以做出不同的对象。也就是实现了构建算法、装配算法的解耦,实现了更好的复用。

白话解析

我们建造一个非常复杂的产品,比如说宇宙飞船时,为了在构建和组装飞船的时候‘不缺胳膊少腿’,我们需要将一个产品的内部表象和产品的生产过程分割(分批行动,较为稳妥),具体分为两步:

  1. 构建很多零件(Builder)
  2. 把零件组装起来(Director)

代码示例

生成实体类

先将宇宙飞船抽象化,假设有轨道舱,发动机和逃逸塔等部分,我们先定义实体类

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/**
* 宇宙飞船 实体类
*/
public class AirShip {
private OrbitalModule orbitalModule; //轨道舱
private Engine engine; //发动机
private EscapeTower escapeTower; //逃逸塔


/**
* 发动机
*/
public void launch(){
System.out.println("我是发动机");
}

public AirShip(){

}
public AirShip(OrbitalModule orbitalModule, Engine engine, EscapeTower escapeTower) {
this.orbitalModule = orbitalModule;
this.engine = engine;
this.escapeTower = escapeTower;
}

public OrbitalModule getOrbitalModule() {
return orbitalModule;
}

public void setOrbitalModule(OrbitalModule orbitalModule) {
this.orbitalModule = orbitalModule;
}

public Engine getEngine() {
return engine;
}

public void setEngine(Engine engine) {
this.engine = engine;
}

public EscapeTower getEscapeTower() {
return escapeTower;
}

public void setEscapeTower(EscapeTower escapeTower) {
this.escapeTower = escapeTower;
}
}

/**
* 轨道舱
*/
class OrbitalModule{
private String name;

public String getName() {
return name;
}

public void setName(String name) {
this.name = name;
}

public OrbitalModule(String name) {
this.name = name;
}
}

/**
* 发动机
*/
class Engine{
private String name;

public String getName() {
return name;
}

public void setName(String name) {
this.name = name;
}

public Engine(String name) {
this.name = name;
}
}

/**
* 逃逸舱
*/
class EscapeTower{
private String name;

public EscapeTower(String name) {
this.name = name;
}

public String getName() {
return name;
}

public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}

构建零件

定义完实体类(此处我理解为:画好图纸)以后,我们开始构建对应的组件,即建造发动机、轨道舱、逃逸塔。此处定义了接口和实现类,便于扩展和维护。

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/**
* 构造方法
* 构建子组件
*/
public interface AirShipBuilder {
/**
* 构建发动机
* @return
*/
Engine builderEngine();

/**
* 构建轨道舱
* @return
*/
OrbitalModule builderOrbitalModule();

/**
* 构建逃逸塔
* @return
*/
EscapeTower builderEscapeTower();
}



/**
* 构建者实现类
*/
public class AirShipBuilderImpl implements AirShipBuilder {
@Override
public Engine builderEngine() {
System.out.println("我是发动机");
return new Engine("发动机");
}

@Override
public OrbitalModule builderOrbitalModule() {
System.out.println("我是轨道舱");
return new OrbitalModule("轨道舱");
}

@Override
public EscapeTower builderEscapeTower() {
System.out.println("我是逃逸舱");
return new EscapeTower("逃逸舱");
}
}

装配

呐,如果我们是建宇宙飞船的指挥者,那我们就可以站在零件生产完毕后,指挥将他们安装一定规则组装。这样,就不会出错了。

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/**
* 装配(组装)
*/
public interface AirShipDirector {
/**
* 组装宇宙飞船
* @return
*/
AirShip directAirship();
}



/**
* 装配者实现
*/
public class AirShipDirectorImpl implements AirShipDirector {

private AirShipBuilder airShipBuilder;

public AirShipDirectorImpl (AirShipBuilder airShipBuilder){
this.airShipBuilder = airShipBuilder;
}
@Override
public AirShip directAirship() {
Engine e = airShipBuilder.builderEngine();
OrbitalModule o = airShipBuilder.builderOrbitalModule();
EscapeTower et = airShipBuilder.builderEscapeTower();
AirShip airShip = new AirShip();
airShip.setEngine(e);
airShip.setEscapeTower(et);
airShip.setOrbitalModule(o);
return airShip;
}
}

调用

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/**
* 调用者
* 建造者模式
*/
public class Client {
public static void main(String[] args) {
AirShipDirector director = new AirShipDirectorImpl(new AirShipBuilderImpl());
AirShip airShip = director.directAirship();
airShip.launch();
}
}

uml 类图

开发中应用场景:

  • StringBuilder 类的append 方法
  • Sql中的PreparedStatement
  • JDOM中,DomBulider、SAXBuilder
在实际应用中,可以和和工厂模式搭配.先用工厂模式构建零件,再用建造者模式装配

注:该博文为学习总结,视频来源为高淇java300集