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java设计模式---建造者模式

2023-09-11 14:16:33 时间

一,建造者模式

1,基本概念

客户端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出不同的产品对象。

每一个具体建造者相对独立,而与其他的具体建造者无关,因此可以很方便的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的建造者可以得到不同的产品对象。

2,建造者模式使用场景

一个对象有非常复杂的内部结构,比如说很多属性等
想把对象的创建和使用分离

3,建造者优缺点

3.1,优点

封装性好,创建和使用分离
扩展性好,建造类之间独立,在一定程度上解耦

3.2,缺点

会产生多余的Builder对象

产品内部发生变化,建造者也需要修改,成本可能会随着业务场景的改变而改变

4,建造者模式四个角色

Product :产品角色,一个具体的产品对象
Builder:抽象的建造者,创建一个Product对象的各个部件的指定的接口和抽象类
ConcreateBuilder:具体的构建者,实心接口,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,主要是创建一个复杂的对象。主要有两个作用,一个是隔离客户端与对象的生产的过程,而是负责控制产品对象的生产过程
在这里插入图片描述

5,建造者模式和工厂模式区别

建造者模式更加注重于方法的调用顺序,工厂模式更加的注重于创建产品

建造者模式创建产品的复杂度可能相对较高,工厂模式创建出来的产品都是一个模样

建造者模式需要将产品创建出来,并且需要知道是由那些组件构成,而工厂模式注重的只是将这个对象创建出来

二,代码实现

1,需求如下

需求如下,有一个视频的作品资源类,然后需要将这个视频作品发布到某一个平台,然后里面的每一个属性都非常复杂,比如说会有一个视频,作品名称,视频的ppt,视频的标题,视频的答案等。然后在获取到视频作品的全部信息之后,会通过一个平台的管理员将这些内容合并,然后做一个审核等操作,审核通过的话将这个视频发布到该平台。

2,需求分析

那么这个视频就相当于一个 Product 的一个产品角色,由于内部属性较复杂,那么就需要通过这种构建者的方式实现,这个平台的管理员就类似与这个指挥者,需要通过这个管理员来操作这个builder类

3,代码实现

1,产品角色,视频资源类Course类

package com.zhs.responsibility;

/**
 * @author zhenghuisheng
 * @date : 2022/9/16
 * 课程类
 */

public class Course {
    //课程名字
    private String courseName;
    //课程ppt
    private String coursePPT;
    //课程视频
    private String courseVideo;
    //课程标题
    private String courseTitle;
    //课程的问题和答案
    private String courseQA;

    public String getCourseName() {
        return courseName;
    }

    public void setCourseName(String courseName) {
        this.courseName = courseName;
    }

    public String getCoursePPT() {
        return coursePPT;
    }

    public void setCoursePPT(String coursePPT) {
        this.coursePPT = coursePPT;
    }

    public String getCourseVideo() {
        return courseVideo;
    }

    public void setCourseVideo(String courseVideo) {
        this.courseVideo = courseVideo;
    }

    public String getCourseTitle() {
        return courseTitle;
    }

    public void setCourseTitle(String courseTitle) {
        this.courseTitle = courseTitle;
    }

    public String getCourseQA() {
        return courseQA;
    }

    public void setCourseQA(String courseQA) {
        this.courseQA = courseQA;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Course{" +
                "courseName='" + courseName + '\'' +
                ", coursePPT='" + coursePPT + '\'' +
                ", courseVideo='" + courseVideo + '\'' +
                ", courseTitle='" + courseTitle + '\'' +
                ", courseQA='" + courseQA + '\'' +
                '}';
    }

    public Course(String courseName, String coursePPT, String courseVideo, String courseTitle, String courseQA) {
        this.courseName = courseName;
        this.coursePPT = coursePPT;
        this.courseVideo = courseVideo;
        this.courseTitle = courseTitle;
        this.courseQA = courseQA;
    }

    public Course() {}
}

2,抽象的builder类,一般具体的事物用使用抽象类,抽象的事物用接口,因此这里使用CourseBuilder 抽象类

package com.zhs.responsibility;

/**
 * @author zhenghuisheng
 * @date : 2022/9/16
 * 抽象类指的是具体存在的东西,接口之指的是一种抽象的东西,比如说会飞
 */
public abstract class CourseBuilder {

    public abstract void buildCourseName(String courseName);
    public abstract void buildCoursePPT(String coursePpt);
    public abstract void buildCourseVideo(String courseVideo);
    public abstract void buildCourseTitle(String courseTitle);
    public abstract void buildCourseQA(String courseQA);

    public abstract Course makeCourse();
}

3,具体的builder类,主要用于实现抽象类或者接口的抽象方法,因此这里创建一个CourseActualBuilder 类,用于继承上面的CourseBuilder 抽象类

package com.zhs.responsibility;

/**
 * @author zhenghuisheng
 * @date : 2022/9/16
 */
public class CourseActualBuilder extends CourseBuilder {

    //创建一个视频资源类
    private Course course = new Course();

    @Override
    public void buildCourseName(String courseName) {
        this.course.setCourseName(courseName);
    }

    @Override
    public void buildCoursePPT(String coursePpt) {
        this.course.setCoursePPT(coursePpt);
    }

    @Override
    public void buildCourseVideo(String courseVideo) {
        this.course.setCourseVideo(courseVideo);
    }

    @Override
    public void buildCourseTitle(String courseTitle) {
        this.course.setCourseTitle(courseTitle);
    }
    @Override
    public void buildCourseQA(String courseQA) {
        this.course.setCourseQA(courseQA);
    }

    @Override
    public Course makeCourse() {
        return this.course;
    }
}

4,指挥者,这里就是创建一个平台管理员充当这个指挥者,用于操作这个实现builder接口的对象,因此创建一个CourseManager 类

package com.zhs.responsibility;

/**
 * @author zhenghuisheng
 * @date : 2022/9/16
 * 管理员类,负责将资源整合并创建
 */
public class CourseManager {
    //资源构建器
    private CourseBuilder courseBuilder;

    //获取这个资源构建器
    public void setCourseBuilder(CourseBuilder courseBuilder ){
        this.courseBuilder = courseBuilder;
    }

    //返回这个构造器
    public Course getCourse(String courseName,String coursePPT,String courseVideo,String courseTitle,String courseQA){
        this.courseBuilder.buildCourseName(courseName);
        this.courseBuilder.buildCoursePPT(coursePPT);
        this.courseBuilder.buildCourseVideo(courseVideo);
        this.courseBuilder.buildCourseTitle(courseTitle);
        this.courseBuilder.buildCourseQA(courseQA);

        return courseBuilder.makeCourse();
    }

}

5,测试。这样的一个基本的建造者模式就创建好了

/**
 * @author zhenghuisheng
 * @date : 2022/9/16
 */
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        //获取构造类
        CourseBuilder courseBuilder = new CourseActualBuilder();
        //资源管理类
        CourseManager courseManager = new CourseManager();
        //管理员和这个构造器绑定
        courseManager.setCourseBuilder(courseBuilder);

        //获取资源
        Course course = courseManager.getCourse("1", "2", "3", "4", "5");

        System.out.println(course);

    }
}

4,代码改进

由于上面的建造者模式没有出现这个build的链式调用,并且需要一个这个指挥者CourseManager 类操作这个Builder类,因此对这两个方面进行一个优化。其代码如下,直接通过一个静态的内部类来实现这个属性的赋值,里面的每一个方法的返回值都是一个类对象,这样就可以使用这个链式调用的构造器了

package com.zhs.responsibility.improve;

/**
 * @author zhenghuisheng
 * @date : 2022/9/16
 * 直接通过一个静态的内部类来实现
 */
public class ImpoveSource {
    //课程名字
    private String courseName;
    //课程ppt
    private String coursePPT;
    //课程视频
    private String courseVideo;
    //课程标题
    private String courseTitle;
    //课程的问题和答案
    private String courseQA;

    @Override
    public String toString() {
        return "ImpoveSource{" +
                "courseName='" + courseName + '\'' +
                ", coursePPT='" + coursePPT + '\'' +
                ", courseVideo='" + courseVideo + '\'' +
                ", courseTitle='" + courseTitle + '\'' +
                ", courseQA='" + courseQA + '\'' +
                '}';
    }

    public ImpoveSource(ImproveCourseBuilder improveCourseBuilder){
        this.courseName = improveCourseBuilder.courseName;
        this.coursePPT = improveCourseBuilder.coursePPT;
        this.courseVideo = improveCourseBuilder.courseVideo;
        this.courseTitle = improveCourseBuilder.courseArticle;
        this.courseQA = improveCourseBuilder.courseQA;
    }


    //开始构造
    public static class ImproveCourseBuilder{

        private String courseName;
        private String coursePPT;
        private String courseVideo;
        private String courseArticle;
        private String courseQA;

        public ImproveCourseBuilder buildCourseName(String courseName){
            this.courseName = courseName;return this;
        }

        public ImproveCourseBuilder buildCoursePPT(String coursePPT){
            this.coursePPT = coursePPT;
            return this;
        }

        public ImproveCourseBuilder buildCourseVideo(String courseVideo){
            this.courseVideo = courseVideo;
            return this;
        }

        public ImproveCourseBuilder buildCourseArticle(String courseArticle){
            this.courseArticle = courseArticle;
            return this;
        }

        public ImproveCourseBuilder buildCourseQA(String courseQA){
            this.courseQA = courseQA;
            return this;
        }

        //构建器
        public ImpoveSource build(){
            return new ImpoveSource(this);
        }
    }
}

测试类ImproveSourceTest

package com.zhs.responsibility.improve;

/**
 * @author zhenghuisheng
 * @date : 2022/9/16
 */

public class ImproveSourceTest {
    public static void main(String[] args) {
        //可以这个参数传错的问题,顺序的问题
        ImpoveSource build = new ImpoveSource.ImproveCourseBuilder()
                .buildCourseName("java")
                .buildCourseArticle("springboot入门到入土")
                .buildCoursePPT("springboot入门到入土PPT")
                .buildCourseVideo("springboot入门到入土视频")
                .buildCourseQA("springboot入门到入土问题答疑")
                .build();
        System.out.println(build);
    }
}

这样就实现了链式的调用,并对前面的代码进行了优化。同时这个Builder的过程,里面的顺序也可以随意,不需要像构造方法一样,里面必须按顺序传值

三,建造者模式在框架体现

1,Stringbuilder

Stringbuilder的append方法,返回类型的都是一个Stringbuilder的一个实现类,因此这个Stringbuilder的对象可以无限的被追加,StringBuffer和这个StringBuilder的原理一样,都是使用这个建造者模式。
在这里插入图片描述

2,CacheBuilder

在这个mybatis的缓存构造器里面,也是使用的这种build建造者模式,很明显的一个内容就是方法的返回值都是CacheBuilder,那么就可以简单的实现一个链式调用。
在这里插入图片描述

3,beanDefinitionBuilder

在spring容器中,所有的实例都会先生成一个BeanDefinition,那么就需要这个beanDefinitionBuilder的这个构造器。通过以下的方法全是返回这个beanDefinitionBuilder的类型可以发现,这个beanDefinitionBuilder也是使用了这个构造器模式
在这里插入图片描述

4,SqlSessionFactoryBuilder和XMLConfigBuilder

在mybatis中,底层用了大量的建造者模式,如SqlSessionFactoryBuilder,XMLConfigBuilder,XMLMapperBuilder,XMLStatementBuilder,CacheBuilder,SqlSourceBuilder等这些都用了建造者模式

SqlSessionFactory build = new SqlSessionFactoryBuilder().build(reader);
XMLConfigBuilder parser = new XMLConfigBuilder(reader, environment, properties);

在这里插入图片描述