Java Builder 模式

Builder 模式定義

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Builder 模式中文叫作建造者模式，又叫生成器模式，它屬於對象創建型模式，是將一個復雜對象的構建與它的表示分離，使得同樣的構建過程可以創建不同的表示。建造者模式是一步一步創建一個復雜的對象，它允許用戶只通過指定復雜對象的類型和內容就可以構建它們，用戶不需要知道內部的具體構建細節。下圖是建造者模式的通用類圖：

在建造者模式中，有如下４種角色：

• Product：產品角色
• Builder：抽象建造者，定義產品接口
• ConcreteBuilder：具體建造者，實現Builder定義的接口，並且返回組裝好的產品
• Director：指揮者，屬於這里面的老大，你需要生產什么產品都直接找它。

建造者模式應用舉例

家裝

家裝不管是精裝還是簡裝，它的流程都相對固定，所以它適用於建造者模式。我們就以家裝為例，一起來學習了解一下建造者模式。下圖是家裝建造者模式簡單的 UML 圖。

1、家裝對象類

/** * 家裝對象類 */ public class House { // 買家電 private String jiadian; // 買地板 private String diban; // 買油漆 private String youqi; public String getJiadian() { return jiadian; } public void setJiadian(String jiadian) { this.jiadian = jiadian; } public String getDiban() { return diban; } public void setDiban(String diban) { this.diban = diban; } public String getYouqi() { return youqi; } public void setYouqi(String youqi) { this.youqi = youqi; } @Override public String toString() { return "House{" + "jiadian='" + jiadian + '\'' + ", diban='" + diban + '\'' + ", youqi='" + youqi + '\'' + '}'; } }

2、抽象建造者 Builder 類

/** * 抽象建造者 */ public interface HouseBuilder { // 買家電 void doJiadian(); // 買地板 void doDiBan(); // 買油漆 void doYouqi(); House getHouse(); }

3、具體建造者－簡裝建造者類

/** * 簡裝創建者 */ public class JianzhuangBuilder implements HouseBuilder { private House house = new House(); @Override public void doJiadian() { house.setJiadian("簡單家電就好"); } @Override public void doDiBan() { house.setDiban("普通地板"); } @Override public void doYouqi() { house.setYouqi("污染較小的油漆就行"); } @Override public House getHouse() { return house; } } 

4、具體建造者－精裝建造者類

/** * 精裝創建者 */ public class jingzhuangBuilder implements HouseBuilder { private House house = new House(); @Override public void doJiadian() { house.setJiadian("二話不說，最好的"); } @Override public void doDiBan() { house.setDiban("二話不說，實木地板"); } @Override public void doYouqi() { house.setYouqi("二話不說，給我來0污染的"); } @Override public House getHouse() { return house; } } 

5、指揮官－家裝公司類

/** * 家裝公司，值需要告訴他精裝還是簡裝 */ public class HouseDirector { public House builder(HouseBuilder houseBuilder){ houseBuilder.doDiBan(); houseBuilder.doJiadian(); houseBuilder.doYouqi(); return houseBuilder.getHouse(); } }

6、測試

public class App { public static void main(String[] args) { house(); } public static void house(){ HouseDirector houseDirector = new HouseDirector(); // 簡裝 JianzhuangBuilder jianzhuangBuilder = new JianzhuangBuilder(); System.out.println("我要簡裝"); System.out.println(houseDirector.builder(jianzhuangBuilder)); // 精裝 jingzhuangBuilder jingzhuangBuilder = new jingzhuangBuilder(); System.out.println("我要精裝"); System.out.println(houseDirector.builder(jingzhuangBuilder)); } }

輸出結果

我們以家裝為例，實現了兩個具體的建造者，一個簡裝建造者、一個精裝建造者。我們只需要告訴家裝公司，我是需要簡裝還是精裝，他會去幫我們安排，我不需要知道里面具體的細節。怎么樣，建造者模式學回了嗎？

對象構建

在日常開發中，你是不是會經常看到下面這種代碼:

return new Docket(DocumentationType.SWAGGER_2) .apiInfo(apiInfo()) .select() .apis(RequestHandlerSelectors.basePackage("com.curry.springbootswagger.controller")) .paths(PathSelectors.any()) .build();

是不是很優美？學會了 Builder 模式之后，你也可以通過這種方式進行對象構建。它是通過變種的 Builder 模式實現的。先不解釋了，我們先用 Builder 模式來實現跟上述的對象構建，使用學生類為例。

學生對象代碼：

public class Student { private String name; private int age; private int num; private String email; // 提供一個靜態builder方法 public static Student.Builder builder() { return new Student.Builder(); } // 外部調用builder類的屬性接口進行設值。 public static class Builder{ private String name; private int age; private int num; private String email; public Builder name(String name) { this.name = name; return this; } public Builder age(int age) { this.age = age; return this; } public Builder num(int num) { this.num = num; return this; } public Builder email(String email) { this.email = email; return this; } public Student build() { // 將builder對象傳入到學生構造函數 return new Student(this); } } // 私有化構造器 private Student(Builder builder) { name = builder.name; age = builder.age; num = builder.num; email = builder.email; } @Override public String toString() { return "Student{" + "name='" + name + '\'' + ", age=" + age + ", num=" + num + ", email='" + email + '\'' + '}'; } }

調用代碼：

    public static void student(){ Student student = Student.builder().name("平頭哥").num(1).age(18).email("平頭哥@163.com").build(); System.out.println(student); }

可以看到，變種 Builder 模式包括以下內容：

• 在要構建的類內部創建一個靜態內部類 Builder
• 靜態內部類的參數與構建類一致
• 構建類的構造參數是 靜態內部類，使用靜態內部類的變量一一賦值給構建類
• 靜態內部類提供參數的 setter 方法，並且返回值是當前 Builder 對象
• 最終提供一個 build 方法構建一個構建類的對象，參數是當前 Builder 對象

可能你會說，這種寫法實現太麻煩了，確實需要我們寫很多額外的代碼，好在前輩們已經開發出了lombok來拯救我們，我們只需要引入lombok插件，然后在實體類上添加@Builder注解，你就可以實用 Builder 模式構建對象了。

建造者模式的優缺點

優點

• 在建造者模式中， 客戶端不必知道產品內部組成的細節，將產品本身與產品的創建過程解耦，使得相同的創建過程可以創建不同的產品對象
• 每一個具體建造者都相對獨立，而與其他的具體建造者無關，因此可以很方便地替換具體建造者或增加新的具體建造者， 用戶使用不同的具體建造者即可得到不同的產品對象
• 可以更加精細地控制產品的創建過程 。將復雜產品的創建步驟分解在不同的方法中，使得創建過程更加清晰，也更方便使用程序來控制創建過程
• 增加新的具體建造者無須修改原有類庫的代碼，指揮者類針對抽象建造者類編程，系統擴展方便，符合“開閉原則”

缺點

• 建造者模式所創建的產品一般具有較多的共同點，其組成部分相似，如果產品之間的差異性很大，則不適合使用建造者模式，因此其使用范圍受到一定的限制。
• 如果產品的內部變化復雜，可能會導致需要定義很多具體建造者類來實現這種變化，導致系統變得很龐大。