Java設計模式之構建者模式知識總結

目錄

一、構建者模式

1.1 定義

將一個(gè)復雜對象的構建與它的表示分離，使得同樣的構建過(guò)程可以創(chuàng )建不同的表示

1.2 主要作用

在用戶(hù)不知道對象的建造過(guò)程和細節的情況下就可以直接創(chuàng )建復雜的對象。

用戶(hù)只需要給出指定復雜對象的類(lèi)型和內容；

建造者模式負責按順序創(chuàng )建復雜對象（把內部的建造過(guò)程和細節隱藏起來(lái))

1.3 解決的問(wèn)題

方便用戶(hù)創(chuàng )建復雜的對象（不需要知道實(shí)現過(guò)程）

代碼復用性 & 封裝性（將對象構建過(guò)程和細節進(jìn)行封裝 & 復用）

例子：造汽車(chē) & 買(mǎi)汽車(chē)。

工廠(chǎng)（建造者模式）：負責制造汽車(chē)（組裝過(guò)程和細節在工廠(chǎng)內）
汽車(chē)購買(mǎi)者（用戶(hù)）：你只需要說(shuō)出你需要的型號（對象的類(lèi)型和內容），然后直接購買(mǎi)就可以使用了
（不需要知道汽車(chē)是怎么組裝的（車(chē)輪、車(chē)門(mén)、發(fā)動(dòng)機、方向盤(pán)等等））

示例：pandas 是基于NumPy 的一種工具，該工具是為了解決數據分析任務(wù)而創(chuàng )建的。

二、模式原理

2.1 模式講解

1.指揮者（Director）直接和客戶(hù)（Client）進(jìn)行需求溝通；

2.溝通后指揮者將客戶(hù)創(chuàng )建產(chǎn)品的需求劃分為各個(gè)部件的建造請求（Builder）；

3.將各個(gè)部件的建造請求委派到具體的建造者（ConcreteBuilder）；

4.各個(gè)具體建造者負責進(jìn)行產(chǎn)品部件的構建；

5.最終構建成具體產(chǎn)品（Product）。

2.2 實(shí)例講解

2.2.1 實(shí)例概況

背景：小成希望去電腦城買(mǎi)一臺組裝的臺式主機

過(guò)程：

1. 電腦城老板（Diretor）和小成（Client）進(jìn)行需求溝通（買(mǎi)來(lái)打游戲？學(xué)習？看片？）

2. 了解需求后，電腦城老板將小成需要的主機劃分為各個(gè)部件（Builder）的建造請求（CPU、主板blabla）

指揮裝機人員（ConcreteBuilder）去構建組件；
將組件組裝起來(lái)成小成需要的電腦（Product）

2.2.2 使用步驟

步驟1： 定義組裝的過(guò)程（Builder）：組裝電腦的過(guò)程

public  abstract class Builder {  

//第一步：裝CPU
//聲明為抽象方法，具體由子類(lèi)實(shí)現 
    public abstract void  BuildCPU()；

//第二步：裝主板
//聲明為抽象方法，具體由子類(lèi)實(shí)現 
    public abstract void BuildMainboard（）；

//第三步：裝硬盤(pán)
//聲明為抽象方法，具體由子類(lèi)實(shí)現 
    public abstract void BuildHD（）；

//返回產(chǎn)品的方法：獲得組裝好的電腦
    public abstract Computer GetComputer（）；
}

步驟2： 電腦城老板委派任務(wù)給裝機人員（Director）

public class Director{
                        //指揮裝機人員組裝電腦
                        public void Construct(Builder builder){
                                
                                 builder. BuildCPU();
                                 builder.BuildMainboard（）;
                                 builder. BuildHD（）;
                              }
 }

步驟3：創(chuàng )建具體的建造者（ConcreteBuilder）:裝機人員

//裝機人員1
  public class ConcreteBuilder extend  Builder{
    //創(chuàng  )建產(chǎn)品實(shí)例
    Computer computer = new Computer();

    //組裝產(chǎn)品
    @Override
    public void  BuildCPU(){  
       computer.Add("組裝CPU")
    }  

    @Override
    public void  BuildMainboard（）{  
       computer.Add("組裝主板")
    }  

    @Override
    public void  BuildHD（）{  
       computer.Add("組裝主板")
    }  

    //返回組裝成功的電腦
     @Override
      public  Computer GetComputer（）{  
      return computer
    }  
}

步驟4：定義具體產(chǎn)品類(lèi)（Product）：電腦

public class Computer{
    
    //電腦組件的集合
    private List<String> parts = new ArrayList<String>()；
     
    //用于將組件組裝到電腦里
    public void Add(String part){
    parts.add(part);
}
    
    public void Show(){
          for (int i = 0;i<parts.size();i++){    
          System.out.println(“組件”+parts.get(i)+“裝好了”);
          }
          System.out.println(“電腦組裝完成，請驗收”);
          
 
}

}

步驟5：客戶(hù)端調用-小成到電腦城找老板買(mǎi)電腦

public class Builder Pattern{
  public static void main(String[] args){

//逛了很久終于發(fā)現一家合適的電腦店
//找到該店的老板和裝機人員
  Director director = new Director();
  Builder builder = new ConcreteBuilder();

//溝通需求后，老板叫裝機人員去裝電腦
director.Construct(builder);

//裝完后，組裝人員搬來(lái)組裝好的電腦
Computer computer = builder.GetComputer();
//組裝人員展示電腦給小成看
computer.Show()；

    }
        
}

組件CUP裝好了
組件主板裝好了
組件硬盤(pán)裝好了
電腦組裝完成，請驗收

三、優(yōu)缺點(diǎn)

3.1 優(yōu)點(diǎn)

• 易于解耦
  

將產(chǎn)品本身與產(chǎn)品創(chuàng )建過(guò)程進(jìn)行解耦，可以使用相同的創(chuàng )建過(guò)程來(lái)得到不同的產(chǎn)品。也就說(shuō)細節依賴(lài)抽象。

• 易于精確控制對象的創(chuàng )建
  

將復雜產(chǎn)品的創(chuàng )建步驟分解在不同的方法中，使得創(chuàng )建過(guò)程更加清晰

• 易于拓展
  

增加新的具體建造者無(wú)需修改原有類(lèi)庫的代碼，易于拓展，符合“開(kāi)閉原則“。

每一個(gè)具體建造者都相對獨立，而與其他的具體建造者無(wú)關(guān)，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(hù)使用不同的具體建造者即可得到不同的產(chǎn)品對象。

3.2 缺點(diǎn)

-建造者模式所創(chuàng )建的產(chǎn)品一般具有較多的共同點(diǎn)，其組成部分相似；如果產(chǎn)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(chǎn)品的內部變化復雜，可能會(huì )導致需要定義很多具體建造者類(lèi)來(lái)實(shí)現這種變化，導致系統變得很龐大。

四、應用場(chǎng)景

需要生成的產(chǎn)品對象有復雜的內部結構，這些產(chǎn)品對象具備共性；

隔離復雜對象的創(chuàng )建和使用，并使得相同的創(chuàng )建過(guò)程可以創(chuàng )建不同的產(chǎn)品。

五、在MyBatis中的應用

MyBatis中最經(jīng)典的建造者模式肯定是獲取SqlSessionFactory的過(guò)程。
下面是獲取SqlSessionFactory的典型用法。

CopyClassPathResource resource = new ClassPathResource("mybatis-config.xml");
InputStream inputStream = resource.getInputStream();
sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);

通過(guò)上面代碼發(fā)現，創(chuàng )建SqlSessionFactory的代碼在SqlSessionFactoryBuilder中，進(jìn)去一探究竟：

//整個(gè)過(guò)程就是將配置文件解析成Configration對象，然后創(chuàng  )建SqlSessionFactory的過(guò)程
//Configuration是SqlSessionFactory的一個(gè)內部屬性
public SqlSessionFactory build(InputStream inputStream, String environment, Properties properties) {
    try {
      XMLConfigBuilder parser = new XMLConfigBuilder(inputStream, environment, properties);
      return build(parser.parse());
    } catch (Exception e) {
      throw ExceptionFactory.wrapException("Error building SqlSession.", e);
    } finally {
      ErrorContext.instance().reset();
      try {
        inputStream.close();
      } catch (IOException e) {
        // Intentionally ignore. Prefer previous error.
      }
    }
  }
    
  public SqlSessionFactory build(Configuration config) {
    return new DefaultSqlSessionFactory(config);
  }

代碼比較簡(jiǎn)單，就不具體分析了。這里還是對號入座，列舉下各個(gè)角色。

SqlSessionFactoryBuilder：指揮者角色

BaseBuilder：抽象

BuilderXMLConfigBuilder：具體的Builder

SqlSessionFactory：需要被創(chuàng )建的產(chǎn)品

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