Java設計模式——建造者模式（創建型模式）

概述

  建造者模式也稱為生成器模式，是一種對象創建型模式，它可以將復雜對象的建造過程抽象出來（抽象類別），使這個抽象過程的不同實現方法可以構造出不同表現（屬性）的對象。
  建造者模式意在為重疊構造器這種反模式(telescoping constructor anti-pattern)找到一種解決方案，對於重疊構造器反模式，我們經常能看到類似於下列的構造器形式（下述例子來源於《Effective Java》）：

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;
}    

  如上所見，這些構造器可能包含了一些我們並不想設置的參數，但是還是不得不為其傳遞值，並且，當參數一多，代碼就會變得難以閱讀，時常出現無法知道某一個值的具體含義，必須仔細對照構造器來查找。伴隨着參數的增多，這種方式的構造器將很快是去控制。
  因此當遇到這種許多構造器參數的時候，可以選用建造者模式。

實現方式

public class NutritionFacts {
    private final int servingSize;
    private final int servings;
    private final int calories;
    private final int fat;
    private final int sodium;
    private final int carbohydrate;

    public static class Builder {
        // 必要參數
        private final int servingSize;
        private final int servings;

        // 可選參數
        private int calories = 0;
        private int fat = 0;
        private int carbohydrate = 0;
        private int sodium = 0;

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

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

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

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

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

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

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

    public static void main(String[] args) {
        NutritionFacts cocaCola = new NutritionFacts.Builder(240, 8)
                .calories(100).sodium(35).carbohydrate(27).build();
    }
}

  如上代碼所示，這樣的客戶端代碼容易編寫，並且易於閱讀。對於參數值，可以單獨設置組合，不再需要傳遞不必要的參數值。

適用環境

• 需要生成的產品對象有復雜的內部結構，這些產品對象通常包含多個成員屬性
• 構建的過程允許對構建的對象進行不同的表示

具體實例

• java.lang.StringBuilder
• java.lang.StringBuffer

參考資料

• java-design-patterns
• 《Effective Java 第2版》