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Java设计模式-建造者(Builder)模式

最近在看Mybatis的源码, 在阅读解析 XML 配置文件的过程中, 发现使用到了建造者(Builder)模式。 因此, 打算重温一下该设计模式。

由来

假设我们需要画一个小人, 我们可能会有以下的构造函数定义:

public Person(HeadType headType, HairType hairType, HairColor hairColor, FaceType faceType, BodyType bodyType, ArmType amrType, LegType legTyype) {}

看到这么一个构造函数, 估计我们自己以后回来看的时候都懵了, 这么多参数, 导致我们后续的维护也很麻烦。

而构造模式就可以解决此类的问题。

使用

目标是画一个小人

1. 定义抽象 Builder

先定义抽象的PersonBuilder。 该类定义了画小人需要的步骤, 这样每个通过PersonBuilder产生的对象本质上就都是一样的了, 只不过个性上可以不一样。

abstract class PersonBuilder { protected Graphics graphics; public PersonBuilder(Graphics graphics) { this.graphics = graphics; } public abstract void buildHead(); public abstract void buildBody(); public abstract void buildArmLeft(); public abstract void buildArmRight(); public abstract void buildLegLeft(); public abstract void buildLegRight();}

2. 定义具体 Builder

在定义一个具体的实现类PersonFatBuilder。 该类继承PersonBuilder, 并实现了抽象方法。

public class PersonFatBuilder extends PersonBuilder { public PersonFatBuilder(Graphics graphics) { super(graphics); } @Override public void buildHead() { graphics.drawOval(50, 20, 30, 30); graphics.drawArc(50, 30, 10, 5, 45, 135); graphics.drawArc(70, 30, 10, 5, 45, 135); graphics.drawArc(60, 35, 10, 5, 200, 135); } @Override public void buildBody() { graphics.drawRect(55, 50, 20, 50); } @Override public void buildArmLeft() { graphics.drawLine(55, 50, 40, 100); } @Override public void buildArmRight() { graphics.drawLine(75, 50, 90, 100); } @Override public void buildLegLeft() { graphics.drawLine(55, 100, 45, 150); } @Override public void buildLegRight() { graphics.drawLine(75, 100, 85, 150); }}

3. 定义具体 Director

该类负责具体的建造过程, 对建成什么样不关心。

public class PersonDirector { private PersonBuilder personBuilder; public PersonDirector(PersonBuilder personBuilder) { this.personBuilder = personBuilder; } public void drawPerson() { personBuilder.buildHead(); personBuilder.buildBody(); personBuilder.buildArmLeft(); personBuilder.buildArmRight(); personBuilder.buildLegLeft(); personBuilder.buildLegRight(); }}

4. 测试

建立一个窗口,将小人画出来。

public static void main(String[] args) { EventQueue.invokeLater(new Runnable() { @Override public void run() { // 创建窗口对象 JFrame frame = new JFrame(); frame.setVisible(true); frame.setTitle("画人"); frame.setSize(250, 300); // 设置窗口关闭按钮的默认操作(点击关闭时退出进程) frame.setDefaultCloseOperation(WindowConstants.EXIT_ON_CLOSE); // 把窗口位置设置到屏幕的中心 frame.setLocationRelativeTo(null); frame.setContentPane(new JPanel(){ @Override protected void paintComponent(Graphics g) { super.paintComponent(g); PersonThinBuilder thinBuilder = new PersonThinBuilder(g); PersonDirector director = new PersonDirector(thinBuilder); director.drawPerson(); } }); } });}

结果如下:

定义

文字定义

将复杂对象的构建与它的表示分离, 使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

换句话解释, 允许你创建不同种类的对象, 同时又能避免对构造函数的污染。当对象有多种类型时, 该模式非常有用。 或者在创建对象时涉及到很多的步骤。

结构图

引用《大话设计模式》的一个图

抽象类Builder:为创建Product对象而抽象的接口。

继承类ConcreateBuilder:具体的建造者, 构造和装配各个部件。

具体产品类Product:我们需要建造的对象。

Director: 用来创建产品的, 其内部有Builder类型的成员变量。

优点

    Director 不需要知道 Product 的内部细节, 它只提供需要的信息给建设者, 由具体的建造者ConcreateBuilder处理从而完成产品的构造。建造者模式将复杂的产品创建过程分散到了不同的对象中, 从而实现对产品创建过程更精确的控制, 创建过程更加清晰。每个具体的建造者都可以创建出完整的产品对象, 而且是相互独立的。 因此, 调用端可以通过不同的具体建造者就可以得到不同的对象。当有新的产品出现时, 不需要改变原有代码, 只需要添加一个建造者即可。

举例

现在如果我们想建造一个胖小人,有五官的。那我们只需要添加一个PersonFatBuilder类就可以了, 不需要改原有代码。

public class PersonFatBuilder extends PersonBuilder { public PersonFatBuilder(Graphics graphics) { super(graphics); } @Override public void buildHead() { graphics.drawOval(50, 20, 30, 30); graphics.drawArc(50, 30, 10, 5, 45, 135); graphics.drawArc(70, 30, 10, 5, 45, 135); graphics.drawArc(60, 35, 10, 5, 200, 135); } @Override public void buildBody() { graphics.drawRect(55, 50, 20, 50); } @Override public void buildArmLeft() { graphics.drawLine(55, 50, 40, 100); } @Override public void buildArmRight() { graphics.drawLine(75, 50, 90, 100); } @Override public void buildLegLeft() { graphics.drawLine(55, 100, 45, 150); } @Override public void buildLegRight() { graphics.drawLine(75, 100, 85, 150); }}

结果:

, 1, 0, 9);