需要建房子:这一过程为打桩、砌墙、封顶。
房子有各种各样的,比如普通房,高楼,别墅,各种房子的过程虽然一样,但是要求不要相同的。
思路:
构造一个抽象的房子类,定义打桩、砌墙、封顶的方法和执行顺序,然后让普通房,高楼,别墅继承它。
AbstractHouse.java
public abstract class AbstractHouse {
public abstract void buildBasic();
public abstract void buildWalls();
public abstract void roofed();
public void build() {
buildBasic();
buildWalls();
roofed();
}
}
House.java(就使用普通房子做例子)
public class House extends AbstractHouse{
private String basic;
private String walls;
private String roof;
@Override
public void buildBasic() {
System.out.println("普通房子打地基");
this.basic = "普通房子的地基";
}
@Override
public void buildWalls() {
System.out.println("普通房子砌墙");
this.walls = "普通房子的墙";
}
@Override
public void roofed() {
System.out.println("普通房子盖屋顶");
this.roof = "普通房子的屋顶";
}
@Override
public String toString() {
return "House [basic=" + basic + ", walls=" + walls + ", roof=" + roof + "]";
}
}
测试Main.java
public class Main {
public static void main(String[] args) {
House house = new House();
house.build();
System.out.println(house);
}
}
优点是比较好理解,简单易操作。
设计的程序结构,过于简单,没有设计缓存层对象,程序的扩展和维护不好. 也就是说,这种设计方案,把产品(即:房子) 和 创建产品的过程(即:建房子流程) 封装在一起,耦合性增强了。
解决方案:将产品和产品建造过程解耦 => 建造者模式
建造者模式(Builder Pattern) 又叫生成器模式,是一种对象构建模式。它可以将复杂对象的建造过程抽象出来(抽象类别),使这个抽象过程的不同实现方法可以构造出不同表现(属性)的对象。
建造者模式 是一步一步创建一个复杂的对象,它允许用户只通过指定复杂对象的类型和内容就可以构建它们,用户不需要知道内部的具体构建细节。
建造者模式可以用生产手机比喻,生成手机的每一步的组装都是一样的,但是不同厂商配件的参数型号不一样。
Product(产品角色): 一个具体的产品对象。
Builder(抽象建造者): 创建一个Product对象的各个部件指定的 接口/抽象类,只规定产品的建造需要的方法,具体细节不管。
ConcreteBuilder(具体建造者): 实现接口,构建和装配各个部件。
Director (指挥者): 构建一个使用Builder接口的对象。它主要是用于创建一个复杂的对象。它主要有两个作用,一是:隔离了客户与对象的生产过程,二是:负责控制产品对象的生产过程
使用建造者模式可以得到如下uml图(增加高楼类和普通房子类):
AbstractHouseBuilder.java
// 抽象建造者
public abstract class AbstractHouseBuilder {
protected House house = new House();
public abstract void buildBasic();
public abstract void buildWall();
public abstract void roofed();
public House getHouse() {
return house;
}
}
House.java
// 产品
public class House {
private String baise;
private String wall;
private String roofed;
public String getBaise() {
return baise;
}
public void setBaise(String baise) {
this.baise = baise;
}
public String getWall() {
return wall;
}
public void setWall(String wall) {
this.wall = wall;
}
public String getRoofed() {
return roofed;
}
public void setRoofed(String roofed) {
this.roofed = roofed;
}
@Override
public String toString() {
return "House [baise=" + baise + ", wall=" + wall + ", roofed=" + roofed + "]";
}
}
ComHouseBuilder.java
// 具体建造者
public class ComHouseBuilder extends AbstractHouseBuilder {
@Override
public void buildBasic() {
System.out.println("普通房子打地基");
house.setBaise("普通房子的地基");
}
@Override
public void buildWall() {
System.out.println("普通房子砌墙");
house.setWall("普通房子的墙");
}
@Override
public void roofed() {
System.out.println("普通房子盖屋顶");
house.setRoofed("普通房子的屋顶");
}
}
HighHouseBuilder.java
// 具体建造者
public class HighHouseBuilder extends AbstractHouseBuilder {
@Override
public void buildBasic() {
System.out.println("高楼打地基");
house.setBaise("高楼的地基");
}
@Override
public void buildWall() {
System.out.println("高楼砌墙");
house.setWall("高楼的地基");
}
@Override
public void roofed() {
System.out.println("高楼盖屋顶");
house.setRoofed("高楼的地基");
}
}
HouseDirector.java
// 指挥者,动态指定制作流程
public class HouseDirector {
private AbstractHouseBuilder builder;
public void setBuilder(AbstractHouseBuilder builder) {
this.builder = builder;
}
// 如何构造房子,交给指挥者
public House createHouse(){
builder.buildBasic();
builder.buildWall();
builder.roofed();
return builder.getHouse();
}
}
测试Main.java
public class Main {
public static void main(String[] args) {
ComHouseBuilder builder = new ComHouseBuilder();
HouseDirector director = new HouseDirector();
director.setBuilder(builder);
House house = director.createHouse();
System.out.println(house);
HighHouseBuilder builder2 = new HighHouseBuilder();
// 直接更换建造者,就可以建造不同产品
director.setBuilder(builder2);
House house2 = director.createHouse();
System.out.println(house2);
}
}
输出结果:
Appendable 接口定义了多个append方法(抽象方法), 即Appendable 为抽象建造者, 定义了抽象方法。
AbstractStringBuilder 实现了 Appendable 接口方法,这里的AbstractStringBuilder 已经是建造者,只是不能实例化。
StringBuilder 即充当了指挥者角色,同时充当了具体的建造者,建造方法的实现是由 AbstractStringBuilder 完成, 而StringBuilder 继承了AbstractStringBuilder 。
AbstractStringBuilder .java
abstract class AbstractStringBuilder implements Appendable, CharSequence {
...
@Override
public AbstractStringBuilder append(char c) {
ensureCapacityInternal(count + 1);
value[count++] = c;
return this;
}
...
}
Appendable.java
public interface Appendable {
// 定义方法
Appendable append(CharSequence csq) throws IOException;
Appendable append(CharSequence csq, int start, int end) throws IOException;
Appendable append(char c) throws IOException;
}
客户端(使用程序)不必知道产品内部组成的细节,将产品本身与产品的创建过程解耦,使得相同的创建过程可以创建不同的产品对象。
每一个具体建造者都相对独立,而与其他的具体建造者无关,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。
可以更加精细地控制产品的创建过程 。将复杂产品的创建步骤分解在不同的方法中,使得创建过程更加清晰,也更方便使用程序来控制创建过程。
增加新的具体建造者无须修改原有类库的代码,指挥者类针对抽象建造者类编程,系统扩展方便,符合 “开闭原则”。
建造者模式所创建的产品一般具有较多的共同点,其组成部分相似,如果产品之间的差异性很大,则不适合使用建造者模式,因此其使用范围受到一定的限制。
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,因此在这种情况下,要考虑是否选择建造者模式。
抽象工厂模式实现对产品家族的创建,一个产品家族是这样的一系列产品:具有不同分类维度的产品组合,采用抽象工厂模式不需要关心构建过程,只关心什么产品由什么工厂生产即可。而建造者模式则是要求按照指定的蓝图建造产品,它的主要目的是通过组装零配件而产生一个新产品。