个人公众号原文:
创建型模式:建造者模式

景

五大创建型模式之四:建造者模式。

简介

姓名 :建造者模式

英文名 :Builder Pattern

价值观 :专治丢三落四

个人介绍

Separate the construction of a complex object from its representation so that the same construction process can create different representations.
将一个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。
(来自《设计模式之禅》)

今天给大家介绍的是建造者模式。建造者模式的使用场景是:创建复杂的对象。什么才能算复杂对象?如果一个对象只需要通过 new XXX() 的方式创建,那就算是一个简单对象;如果需要 new XXX(),并且还要设置很多属性,那这种就可以称为复杂对象了,因为它的构建过程比较复杂。采用建造者模式,可以把这个复杂的构建过程抽离开,使它不依赖创建者。下面我们通过故事来讲解。

你要的故事

还记得小时候刚开始学煮汤,不了解怎么煮,第一次是煮了板栗排骨汤,因为板栗比较难熟,所以是跟排骨一起下锅,然后煮了 40 分钟,加了盐就可以出锅啦。第二次煮了冬瓜排骨汤,不懂得冬瓜容易熟,就和排骨一起下锅,煮了也差不多 40 分钟,下了盐和香菜,发现怎么这汤有点浓,冬瓜咋都不见了(全都煮透了),我妈看到这锅汤,才跟我说冬瓜容易熟,得先熬排骨,再放冬瓜进去煮。那时才发现熬汤特么还有这差异。

上面是背景哈,接下来我们来实现这个煲汤过程,冬瓜排骨汤是先加排骨,熬制 30 分钟,加冬瓜,熬制 18 分钟,加盐加香菜;板栗排骨汤是先加排骨和板栗,熬制 40 分钟,再加盐。这汤都需要加肉、加菜、熬制、加配料。我们使用下面代码实现这个煲冬瓜排骨汤和板栗排骨汤的过程。

public class NoBuilderTest {

    public static void main(String[] args) {
        // 熬制冬瓜排骨汤
        DongGuaPaiGuSoup dongGuaPaiGuSoup = new DongGuaPaiGuSoup();
        // 加排骨
        dongGuaPaiGuSoup.addMeat();
        // 熬制 30 分钟
        dongGuaPaiGuSoup.waitMinute(30);
        // 加冬瓜
        dongGuaPaiGuSoup.addVegetables();
        // 熬制 10 分钟
        dongGuaPaiGuSoup.waitMinute(10);
        // 加盐加香菜
        dongGuaPaiGuSoup.addIngredients();

        // 熬制板栗排骨汤
        BanLiPaiGuSoup banLiPaiGuSoup = new BanLiPaiGuSoup();
        // 加排骨
        banLiPaiGuSoup.addMeat();
        // 加板栗
        banLiPaiGuSoup.addVegetables();
        // 熬制 40 分钟
        banLiPaiGuSoup.waitMinute(40);
        // 加盐
        banLiPaiGuSoup.addIngredients();
    }

}

/**
 * 煲汤接口
 */
interface Soup {

    /** 加肉 */
    void addMeat();
    /** 加菜 */
    void addVegetables();
    /** 熬制 */
    void waitMinute(int minute);
    /** 加配料 */
    void addIngredients();

}

/**
 * 冬瓜排骨汤
 */
class DongGuaPaiGuSoup implements Soup {

    @Override
    public void addMeat() {
        System.out.println("加排骨");
    }

    @Override
    public void addVegetables() {
        System.out.println("加冬瓜");
    }

    @Override
    public void waitMinute(int minute) {
        System.out.println("熬制 " + minute + " 分钟");
    }

    @Override
    public void addIngredients() {
        System.out.println("加盐、加香菜");
    }
}

/**
 * 板栗排骨汤
 */
class BanLiPaiGuSoup implements Soup {

    @Override
    public void addMeat() {
        System.out.println("加排骨");
    }

    @Override
    public void addVegetables() {
        System.out.println("加板栗");
    }

    @Override
    public void waitMinute(int minute) {
        System.out.println("熬制 " + minute + " 分钟");
    }

    @Override
    public void addIngredients() {
        System.out.println("加盐");
    }
}

上面代码简单实现了煲冬瓜排骨汤和板栗排骨汤。煲汤我们要关注的点是:各操作的顺序,是先加肉先煮再加菜,还是肉和菜一起放进锅煮。上面代码中,这个过程是谁控制的?是煲汤的人,所以顺序由煲汤的人决定,甚至有可能忘记放配料啥的,这样子的汤就味道不够好。那怎么去解决这些问题?

我们通过建造者模式可以解决上面的 2 个问题:煲汤顺序问题和忘记加配料这种丢三落四行为。我们将这个煲汤顺序从煲汤者分离开来,让煲汤者只需要决定煲什么汤就好,让建造者来保证煲汤顺序问题和防止漏加配料。

我们用一个 SoupBuilder 来规范化煲汤过程,方法 buildSoup 给实现者提供一个设置煲汤顺序的地方。因为冬瓜排骨汤和板栗排骨汤熬制的过程不一样,所以分别用 DongGuaPaiGuSoupBuilder 和 BanLiPaiGuSoupBuilder 来具体实现冬瓜排骨汤和板栗排骨汤的熬制过程,也就是消除熬制过程和煲汤者的依赖关系。 Director 则相当于一个菜单,提供为熬汤者来选择熬什么汤。具体代码如下所示。

public class BuilderTest {

    public static void main(String[] args) {
        Director director = new Director();
        // 熬制冬瓜排骨汤
        director.buildDongGuaPaiGuSoup();
        // 熬制板栗排骨汤
        director.buildBanLiPaiGuSoup();
    }

}

/**
 * 煲汤建造接口
 */
interface SoupBuilder {
    void buildSoup();
    Soup getSoup();
}

/**
 * 冬瓜排骨汤建造者
 */
class DongGuaPaiGuSoupBuilder implements SoupBuilder {

    private DongGuaPaiGuSoup dongGuaPaiGuSoup = new DongGuaPaiGuSoup();

    @Override
    public void buildSoup() {
        // 加排骨
        dongGuaPaiGuSoup.addMeat();
        // 熬制 30 分钟
        dongGuaPaiGuSoup.waitMinute(30);
        // 加冬瓜
        dongGuaPaiGuSoup.addVegetables();
        // 熬制 10 分钟
        dongGuaPaiGuSoup.waitMinute(10);
        // 加盐加香菜
        dongGuaPaiGuSoup.addIngredients();
    }

    @Override
    public Soup getSoup() {
        return dongGuaPaiGuSoup;
    }
}

/**
 * 板栗排骨汤建造者
 */
class BanLiPaiGuSoupBuilder implements SoupBuilder {

    BanLiPaiGuSoup banLiPaiGuSoup = new BanLiPaiGuSoup();

    @Override
    public void buildSoup() {
        // 加排骨
        banLiPaiGuSoup.addMeat();
        // 加板栗
        banLiPaiGuSoup.addVegetables();
        // 熬制 40 分钟
        banLiPaiGuSoup.waitMinute(40);
        // 加盐
        banLiPaiGuSoup.addIngredients();
    }

    @Override
    public Soup getSoup() {
        return banLiPaiGuSoup;
    }
}

/**
 * 生产方
 */
class Director {
    private DongGuaPaiGuSoupBuilder dongGuaPaiGuSoupBuilder = new DongGuaPaiGuSoupBuilder();
    private BanLiPaiGuSoupBuilder banLiPaiGuSoupBuilder = new BanLiPaiGuSoupBuilder();

    /**
     * 熬制冬瓜排骨汤
     */
    public DongGuaPaiGuSoup buildDongGuaPaiGuSoup() {
        dongGuaPaiGuSoupBuilder.buildSoup();
        return (DongGuaPaiGuSoup) dongGuaPaiGuSoupBuilder.getSoup();
    }

    /**
     * 熬制板栗排骨汤
     */
    public BanLiPaiGuSoup buildBanLiPaiGuSoup() {
        banLiPaiGuSoupBuilder.buildSoup();
        return (BanLiPaiGuSoup) banLiPaiGuSoupBuilder.getSoup();
    }

}

通过用建造者实现,是不是保证了熬制汤的顺序并且一定会加够料?感受一下其中的奥秘吧。

代码:
builder

总结

通过建造者模式,可以把本来强依赖的东西解绑,不仅仅解决依赖问题,还提高了封装性,让使用者不用明白内部的细节,用上面的例子说就熬汤不用关心怎么熬制的过程,就像我们想喝冬瓜排骨汤,告诉妈妈,妈妈熬制,我们并不知道是怎么熬制的。

参考资料:《大话设计模式》、《Java设计模式》、《设计模式之禅》、《研磨设计模式》、《Head First 设计模式》

希望文章对您有所帮助,设计模式系列会持续更新,感兴趣的同学可以关注公众号:LieBrother,第一时间获取文章推送阅读,也可以一起交流,交个朋友。

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