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创建型模式:建造者模式

个人公众号原文:创建型模式:建造者模式

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 Pattern
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》
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