从JDK中学习设计模式——建造者模式

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概述

建造者模式（Builder Pattern）是一种复杂的创建型模式，它将一个复杂对象的构建与表示分离，使
同样的构建过程可以创建不同的表示。

建造者模式最主要的功能是基本方法调用顺序的安排，基本方法已经实现，顺序不同产生的对象也不同。例如：张三开了一家水壶制造厂，水壶有两道工序，打磨和喷漆，但都不是必须的，先打磨后喷漆和先喷漆后打磨，所生产出来的水壶是不同的。水壶制造厂就是具体建造者；定义打磨和喷漆两个工序就属于抽象构造者；水壶就是具体产品；打磨和喷漆的先后顺序就是指挥者负责的。

结构

建造者模式UML.png

  • Builder（抽象建造者）：在该抽象类或接口中一般有两类方法，其中一类方法用于指定具体产品的构建，构建方法有一个或多个，它们用来指定具体产品的属性；另一类方法为具体产品的表现，有且仅有一个，这个方法用来返回具体的产品。
  • ConcreteBuilder（具体建造者）：具体实现产品的构建和表现。
  • Product（具体产品）：具体产品类。
  • Director（指挥者）：负责安排产品的构建顺序，一般在其建造方法中调用建造者对象的构建方法和装配方法，完成复杂对象的建造。
  • Client（客户端）：客户端确定具体建造者的类型，并实例化具体建造者对象（也可以通过配置文件和反射机制），然后通过指挥者类的构造函数或者 Setter 方法将该对象传入指挥者类中。

优点

  1. 客户端不必知道产品内部组成的细节，符合迪米特法则。
  2. 具体的建造者类之间是相互独立的，符合开闭原则，有利于系统的扩展。
  3. 可以逐步细化构建方法，便于控制细节风险。

缺点

如果产品内部变化复杂，就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。

应用场景

产品的构建顺序不同会产生不同的结果时，使用建造者模式。

JDK 中的应用

java.lang.StringBuilder 就使用了建造者模式。

java.lang.Appendable 是抽象建造者。

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java复制代码public interface Appendable {

    Appendable append(CharSequence csq) throws IOException;

    Appendable append(CharSequence csq, int start, int end) throws IOException;

    Appendable append(char c) throws IOException;
}

java.lang.AbstractStringBuilder 是具体建造者。

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java复制代码abstract class AbstractStringBuilder implements Appendable, CharSequence {
    
    @Override
    public AbstractStringBuilder append(CharSequence s) {
        ...
    }

    @Override
    public AbstractStringBuilder append(CharSequence s, int start, int end) {
        ...
    }

    @Override
    public AbstractStringBuilder append(char c) {
        ...
    }
}

java.lang.StringBuilder 是指挥者。

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java复制代码public final class StringBuilder
    extends AbstractStringBuilder
    implements java.io.Serializable, CharSequence
{

    @Override
    public StringBuilder append(Object obj) {
        return append(String.valueOf(obj));
    }

    @Override
    public StringBuilder append(String str) {
        super.append(str);
        return this;
    }
    ...
}

本文转载自: 掘金

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