Java设计模式之创建型:建造者模式

Java设计模式之创建型:建造者模式

一、什么是建造者模式:

        建造者模式将复杂产品的创建步骤分解在在不同的方法中,使得创建过程更加清晰,从而更精确控制复杂对象的产生过程;通过隔离复杂对象的构建与使用,也就是将产品的创建与产品本身分离开来,使得同样的构建过程可以创建不同的对象;并且每个具体建造者都相互独立,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。

        但建造者模式的缺陷是要求创建的产品具有较多的共同点、组成部分相似,如果产品之间的差异性很大,则不适合使用建造者模式。同时如果产品的内部变化复杂,可能会导致需要定义很多具体建造者类来实现这种变化,导致系统变得很庞大。

二、UML结构图:

Java设计模式之创建型:建造者模式

  • 抽象建造者 Builder:相当于建筑蓝图,声明了创建 Product 对象的各个部件指定的抽象接口。
  • 具体建造者 ConcreteBuilder:实现Builder抽象接口,构建和装配各个部件,定义并明确它所创建的表示,并提供一个检索产品的接口。
  • 指挥者 Director:构建一个使用 Builder 接口的对象。主要有两个作用,一是隔离用户与对象的生产过程,二是负责控制产品对象的生产过程。
  • 产品角色 Product:被构造的复杂对象。ConcreteBuilder 创建该产品的内部表示并定义它的装配过程,包含定义组成部件的类,包括将这些部件装配成最终产品的接口。

三、代码实现:

        KFC里面一般都有好几种可供客户选择的套餐,它可以根据客户所点的套餐,然后在后面做这些套餐,返回给客户的事一个完整的、美好的套餐。下面我们将会模拟这个过程,我们约定套餐主要包含汉堡、薯条、可乐、鸡腿等等组成部分,使用不同的组成部分就可以构建出不同的套餐。

Java设计模式之创建型:建造者模式

首先是套餐类:

public class Meal {
    private String food;
    private String drink;
 
    public String getFood() {
        return food;
    }
 
    public void setFood(String food) {
        this.food = food;
    }
 
    public String getDrink() {
        return drink;
    }
 
    public void setDrink(String drink) {
        this.drink = drink;
    }
}

套餐构造器:

public abstract class MealBuilder {
    Meal meal = new Meal();
    
    public abstract void buildFood();
    
    public abstract void buildDrink();
    
    public Meal getMeal(){
        return meal;
    }
}

套餐A、套餐B。这个两个套餐都是实现抽象套餐类:

public class MealA extends MealBuilder{
 
    public void buildDrink() {
        meal.setDrink("一杯可乐");
    }
 
    public void buildFood() {
        meal.setFood("一盒薯条");
    }
 
}
public class MealB extends MealBuilder{
 
    public void buildDrink() {
        meal.setDrink("一杯柠檬果汁");
    }
 
    public void buildFood() {
        meal.setFood("三个鸡翅");
    }
 
}

  最后是KFC的服务员,它相当于一个指挥者,它决定了套餐是的实现过程,然后给你一个完美的套餐。

public class KFCWaiter {
    private MealBuilder mealBuilder;
    
    public void setMealBuilder(MealBuilder mealBuilder) {
        this.mealBuilder = mealBuilder;
    }
 
    public Meal construct(){
        //准备食物
        mealBuilder.buildFood();
        //准备饮料
        mealBuilder.buildDrink();
        
        //准备完毕,返回一个完整的套餐给客户
        return mealBuilder.getMeal();
    }
}

测试类:

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //服务员
        KFCWaiter waiter = new KFCWaiter();
        //套餐A
        MealA a = new MealA();
        //服务员准备套餐A
        waiter.setMealBuilder(a);
        //获得套餐
        Meal mealA = waiter.construct();
        
        System.out.print("套餐A的组成部分:");
        System.out.println(mealA.getFood()+"---"+mealA.getDrink());
    }
}

运行结果:

套餐A的组成部分:一盒薯条---一杯可乐

四、抽象工厂模式和建造者模式的区别:

        两者都是创建型模式,并且最终都是得到一个产品,但两者的区别在于:

1、抽象工厂模式实现对产品族的创建,产品族指的是不同分类维度的产品组合,用抽象工厂模式不需要关心具体构建过程,只关心产品由什么工厂生产即可。而建造者模式则更关心的是对象的构建过程,要求按照指定的蓝图建造产品,主要目的是通过组装零配件而产生一个新产品。

2、在抽象工厂模式中使用“工厂”来描述构建者,而在建造者模式中使用“车间”来描述构建者。

(1)抽象工厂模式就好比是一个一个的工厂,宝马车工厂生产宝马SUV和宝马VAN,奔驰车工厂生产奔驰车SUV和奔驰VAN,它是从一个更高层次去看对象的构建,具体到工厂内部还有很多的车间,如制造引擎的车间、装配引擎的车间等,但这些都是隐藏在工厂内部的细节,对外不公布。也就是对领导者来说,他只要关心一个工厂到底是生产什么产品的,不用关心具体怎么生产。

(2)建造者模式就不同了,它是由车间组成,不同的车间完成不同的创建和装配任务,一个完整的汽车生产过程需要引擎制造车间、引擎装配车间的配合才能完成,它们配合的基础就是设计蓝图,而这个蓝图是掌握在车间主任(Director类)手中,它给建造车间什么蓝图就能生产什么产品,建造者模式更关心建造过程。虽然从外界看来一个车间还是生产车辆,但是这个车间的转型是非常快的,只要重新设计一个蓝图,即可产生不同的产品,这有赖于建造者模式的功劳。

3、相对来说,抽象工厂模式比建造者模式的粒度要大,它关注产品整体,而建造者模式关注构建过程,所以建造者模式可以很容易地构建出一个崭新的产品,只要指挥类 Director 能够提供具体的工艺流程。也正因为如此,两者的应用场景截然不同,如果希望屏蔽对象的创建过程,只提供一个封装良好的对象,则可以选择抽象工厂方法模式。而建造者模式可以用在构件的装配方面,如通过装配不同的组件或者相同组件的不同顺序,可以产生出一个新的对象,它可以产生一个非常灵活的架构,方便地扩展和维护系统。


设计模式系列文章:

Java设计模式之创建型:工厂模式详解(简单工厂+工厂方法+抽象工厂)

Java设计模式之创建型:建造者模式

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Java设计模式之行为型:备忘录模式

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原文链接:

设计模式读书笔记—–建造者模式_chenssy 的技术博客-CSDN博客

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