做游戏网站在哪里找,博客做公司网站,公司网站建设的请示,响应式网站建设过时吗文章目录 1 建造者模式#xff08;Builder Pattern#xff09;1.1 介绍1.2 概述1.3 创作者模式的结构 2 案例一2.1 需求2.2 代码实现 3 案例二3.1 需求3.2 代码实现 4 模式拓展 ★★★4.1 重构前4.2 重构后 5 总结5.1 建造者模式优缺点5.2 建造者模式使用场景5.3 建造者模式 … 文章目录 1 建造者模式Builder Pattern1.1 介绍1.2 概述1.3 创作者模式的结构 2 案例一2.1 需求2.2 代码实现 3 案例二3.1 需求3.2 代码实现 4 模式拓展 ★★★4.1 重构前4.2 重构后 5 总结5.1 建造者模式优缺点5.2 建造者模式使用场景5.3 建造者模式 VS 工厂方法模式5.4 建造者模式 VS 抽象工厂模式5.5 建造者模式 VS 链式编程 前言本文章为瑞_系列专栏之《23种设计模式》的建造者者模式篇。本文中的部分图和概念等资料来源于博主学习设计模式的相关网站《菜鸟教程 | 设计模式》和《黑马程序员Java设计模式详解》特此注明。本文中涉及到的软件设计模式的概念、背景、优点、分类、以及UML图的基本知识和设计模式的6大法则等知识建议阅读 《瑞_23种设计模式_概述》 本系列 - 设计模式 - 链接《瑞_23种设计模式_概述》 本系列 - 单例模式 - 链接《瑞_23种设计模式_单例模式》 本系列 - 工厂模式 - 链接《瑞_23种设计模式_工厂模式》 本系列 - 原型模式 - 链接《瑞_23种设计模式_原型模式》 本系列抽象工厂模式链接: 《瑞_23种设计模式_抽象工厂模式》 1 建造者模式Builder Pattern 建造者模式Builder Pattern使用多个简单的对象一步一步构建成一个复杂的对象。这种类型的设计模式属于创建型模式它提供了一种创建对象的最佳方式。 一个 Builder 类会一步一步构造最终的对象。该 Builder 类是独立于其他对象的。 瑞 在JDK 1.8中建造者模式的一个典型应用是java.util.stream.Stream类的设计Stream类使用了建造者模式通过一系列的链式方法调用来构建和处理数据流。每个方法都返回一个新的流这样你可以将多个操作链接在一起。 还一个建造者模式核心思想的典型应用是StringBuilder类虽然它本身并不是一个完整的建造者模式实现因为它只涉及一个具体的建造者但它的设计借鉴了建造者模式的核心思想即通过提供一个专门的构建过程来简化复杂对象的创建。 1.1 介绍 意图将一个复杂的构建与其表示相分离使得同样的构建过程可以创建不同的表示。 主要解决主要解决在软件系统中有时候面临着一个复杂对象的创建工作其通常由各个部分的子对象用一定的算法构成由于需求的变化这个复杂对象的各个部分经常面临着剧烈的变化但是将它们组合在一起的算法却相对稳定。 何时使用一些基本部件不会变而其组合经常变化的时候。 如何解决将变与不变分离开。 关键代码建造者创建和提供实例导演管理建造出来的实例的依赖关系。 应用实例 1、去肯德基汉堡、可乐、薯条、炸鸡翅等是不变的而其组合是经常变化的生成出所谓的套餐。 2、JAVA 中的 StringBuilder。 优点 1️⃣ 分离构建过程和表示使得构建过程更加灵活可以构建不同的表示。 2️⃣ 可以更好地控制构建过程隐藏具体构建细节。 3️⃣ 代码复用性高可以在不同的构建过程中重复使用相同的建造者。 缺点 1️⃣ 如果产品的属性较少建造者模式可能会导致代码冗余。 2️⃣ 建造者模式增加了系统的类和对象数量。 使用场景 1️⃣ 需要生成的对象具有复杂的内部结构。 2️⃣ 需要生成的对象内部属性本身相互依赖。 建造者模式在创建复杂对象时非常有用特别是当对象的构建过程涉及多个步骤或参数时。它可以提供更好的灵活性和可维护性同时使得代码更加清晰可读。
注意事项与工厂模式的区别是建造者模式更加关注与零件装配的顺序。 瑞建造者模式强调装配过程和顺序。建造者模式核心依靠指挥者类如果不需要指挥者类那就和工厂模式差不多。 1.2 概述
将一个复杂对象的构建与表示分离使得同样的构建过程可以创建不同的表示 分离了部件的构造(由Builder来负责)和装配(由Director负责)。 从而可以构造出复杂的对象。这个模式适用于某个对象的构建过程复杂的情况。由于实现了构建和装配的解耦。不同的构建器相同的装配也可以做出不同的对象相同的构建器不同的装配顺序也可以做出不同的对象。也就是实现了构建算法、装配算法的解耦实现了更好的复用。建造者模式可以将部件和其组装过程分开一步一步创建一个复杂的对象。用户只需要指定复杂对象的类型就可以得到该对象而无须知道其内部的具体构造细节。
1.3 创作者模式的结构 建造者Builder模式包含如下角色 1️⃣ 抽象建造者类Builder这个接口规定要实现复杂对象的那些部分的创建并不涉及具体的部件对象的创建。 2️⃣ 具体建造者类ConcreteBuilder实现 Builder 接口完成复杂产品的各个部件的具体创建方法。在构造过程完成后提供产品的实例。 3️⃣ 产品类Product要创建的复杂对象。 4️⃣ 指挥者类Director调用具体建造者来创建复杂对象的各个部分在指导者中不涉及具体产品的信息只负责保证对象各部分完整创建或按某种顺序创建。 类图如下 2 案例一
2.1 需求 创建共享单车 生产自行车是一个复杂的过程它包含了车架车座等组件的生产。而车架又有碳纤维铝合金等材质的车座有橡胶真皮等材质。对于自行车的生产就可以使用建造者模式。 这里Bike是产品包含车架车座等组件Builder是抽象建造者MobikeBuilder和OfoBuilder是具体的建造者Director是指挥者。类图如下 2.2 代码实现
自行车类 /*** 产品对象 - 自行车** author LiaoYuXing-Ray**/
public class Bike {/*** 车架*/private String frame;/*** 车座*/private String seat;public String getFrame() {return frame;}public void setFrame(String frame) {this.frame frame;}public String getSeat() {return seat;}public void setSeat(String seat) {this.seat seat;}
}抽象建造者类抽象类 点此跳转对比 /*** 抽象建造者类** author LiaoYuXing-Ray**/
public abstract class Builder {// 声明Bike类型的变量并进行赋值protected Bike bike new Bike();public abstract void buildFrame();public abstract void buildSeat();// 构建自行车的方法public abstract Bike createBike();
}
摩拜单车构建类类 /*** 摩拜单车构建类* - 具体的构建者用来构建摩拜单车对象** author LiaoYuXing-Ray**/
public class MobileBuilder extends Builder {public void buildFrame() {bike.setFrame(碳纤维车架);}public void buildSeat() {bike.setSeat(真皮车座);}public Bike createBike() {return bike;}
}
ofo单车构建类类 /*** ofo单车构建类* - 具体的构建者用来构建ofo单车对象** author LiaoYuXing-Ray**/
public class OfoBuilder extends Builder {public void buildFrame() {bike.setFrame(铝合金车架);}public void buildSeat() {bike.setSeat(橡胶车座);}public Bike createBike() {return bike;}
}指挥者类类 /*** 指挥者类** author LiaoYuXing-Ray**/
public class Director {// 声明builder类型的变量private final Builder builder;public Director(Builder builder) {this.builder builder;}// 组装自行车的功能public Bike construct() {builder.buildFrame();builder.buildSeat();return builder.createBike();}
}
测试类 /*** 测试类** author LiaoYuXing-Ray**/
public class Client {public static void main(String[] args) {// 创建指挥者对象Director director new Director(new MobileBuilder());// 让指挥者只会组装自行车Bike bike director.construct();System.out.println(bike.getFrame());System.out.println(bike.getSeat());}
}代码运行结果如下 碳纤维车架真皮车座注意 上面示例是 Builder模式的常规用法指挥者类 Director 在建造者模式中具有很重要的作用它用于指导具体构建者如何构建产品控制调用先后次序并向调用者返回完整的产品类但是有些情况下需要简化系统结构可以把指挥者类和抽象建造者进行结合点此跳转对比 如下
/*** 抽象建造者类** author LiaoYuXing-Ray**/public abstract class Builder {protected Bike mBike new Bike();public abstract void buildFrame();public abstract void buildSeat();public abstract Bike createBike();public Bike construct() {this.buildFrame();this.BuildSeat();return this.createBike();}
}说明 这样做确实简化了系统结构但同时也加重了抽象建造者类的职责也不是太符合单一职责原则如果construct() 过于复杂建议还是封装到 Director 中。 3 案例二 本案例为菜鸟教程中的案例 3.1 需求 我们假设一个快餐店的商业案例其中一个典型的套餐可以是一个汉堡Burger和一杯冷饮Cold drink。汉堡Burger可以是素食汉堡Veg Burger或鸡肉汉堡Chicken Burger它们是包在纸盒中。冷饮Cold drink可以是可口可乐coke或百事可乐pepsi它们是装在瓶子中。 我们将创建一个表示食物条目比如汉堡和冷饮的 Item 接口和实现 Item 接口的实体类以及一个表示食物包装的 Packing 接口和实现 Packing 接口的实体类汉堡是包在纸盒中冷饮是装在瓶子中。 然后我们创建一个 Meal 类带有 Item 的 ArrayList 和一个通过结合 Item 来创建不同类型的 Meal 对象的 MealBuilder。BuilderPatternDemo 类使用 MealBuilder 来创建一个 Meal。 类图如下 3.2 代码实现
步骤1 创建一个表示食物条目和食物包装的接口。
Item.java public interface Item {public String name();public Packing packing();public float price();
}Packing.java public interface Packing {public String pack();
}步骤2 创建实现 Packing 接口的实体类。
Wrapper.java public class Wrapper implements Packing {Overridepublic String pack() {return Wrapper;}
}Bottle.java public class Bottle implements Packing {Overridepublic String pack() {return Bottle;}
}步骤3 创建实现 Item 接口的抽象类该类提供了默认的功能。
Burger.java public abstract class Burger implements Item {Overridepublic Packing packing() {return new Wrapper();}Overridepublic abstract float price();
}ColdDrink.java public abstract class ColdDrink implements Item {Overridepublic Packing packing() {return new Bottle();}Overridepublic abstract float price();
}步骤4 创建扩展了 Burger 和 ColdDrink 的实体类。
VegBurger.java public class VegBurger extends Burger {Overridepublic float price() {return 25.0f;}Overridepublic String name() {return Veg Burger;}
}ChickenBurger.java public class ChickenBurger extends Burger {Overridepublic float price() {return 50.5f;}Overridepublic String name() {return Chicken Burger;}
}Coke.java public class Coke extends ColdDrink {Overridepublic float price() {return 30.0f;}Overridepublic String name() {return Coke;}
}Pepsi.java public class Pepsi extends ColdDrink {Overridepublic float price() {return 35.0f;}Overridepublic String name() {return Pepsi;}
}步骤5 创建一个 Meal 类带有上面定义的 Item 对象。
Meal.java import java.util.ArrayList;
import java.util.List;public class Meal {private ListItem items new ArrayListItem(); public void addItem(Item item){items.add(item);}public float getCost(){float cost 0.0f;for (Item item : items) {cost item.price();} return cost;}public void showItems(){for (Item item : items) {System.out.print(Item : item.name());System.out.print(, Packing : item.packing().pack());System.out.println(, Price : item.price());} }
}步骤6 创建一个 MealBuilder 类实际的 builder 类负责创建 Meal 对象。
MealBuilder.java public class MealBuilder {public Meal prepareVegMeal (){Meal meal new Meal();meal.addItem(new VegBurger());meal.addItem(new Coke());return meal;} public Meal prepareNonVegMeal (){Meal meal new Meal();meal.addItem(new ChickenBurger());meal.addItem(new Pepsi());return meal;}
}步骤7 BuiderPatternDemo 使用 MealBuilder 来演示建造者模式Builder Pattern。 public class BuilderPatternDemo {public static void main(String[] args) {MealBuilder mealBuilder new MealBuilder();Meal vegMeal mealBuilder.prepareVegMeal();System.out.println(Veg Meal);vegMeal.showItems();System.out.println(Total Cost: vegMeal.getCost());Meal nonVegMeal mealBuilder.prepareNonVegMeal();System.out.println(\n\nNon-Veg Meal);nonVegMeal.showItems();System.out.println(Total Cost: nonVegMeal.getCost());}
}步骤8 执行程序输出结果 Veg MealItem : Veg Burger, Packing : Wrapper, Price : 25.0Item : Coke, Packing : Bottle, Price : 30.0Total Cost: 55.0Non-Veg MealItem : Chicken Burger, Packing : Wrapper, Price : 50.5Item : Pepsi, Packing : Bottle, Price : 35.0Total Cost: 85.54 模式拓展 ★★★ 建造者模式除了案例演示的用途外在开发中还有一个常用的使用方式就是当一个类构造器需要传入很多参数时如果创建这个类的实例代码可读性会非常差而且很容易引入错误此时就可以利用建造者模式进行重构。 重构格式.Builder().(参数1).(参数2).(参数3)... 4.1 重构前 重构前代码如下
public class Phone {private String cpu;private String screen;private String memory;private String mainboard;public Phone(String cpu, String screen, String memory, String mainboard) {this.cpu cpu;this.screen screen;this.memory memory;this.mainboard mainboard;}public String getCpu() {return cpu;}public void setCpu(String cpu) {this.cpu cpu;}public String getScreen() {return screen;}public void setScreen(String screen) {this.screen screen;}public String getMemory() {return memory;}public void setMemory(String memory) {this.memory memory;}public String getMainboard() {return mainboard;}public void setMainboard(String mainboard) {this.mainboard mainboard;}Overridepublic String toString() {return Phone{ cpu cpu \ , screen screen \ , memory memory \ , mainboard mainboard \ };}
}public class Client {public static void main(String[] args) {//构建Phone对象Phone phone new Phone(intel,三星屏幕,金士顿,华硕);System.out.println(phone);}
}4.2 重构后 上面在客户端代码中构建Phone对象传递了四个参数如果参数更多呢代码的可读性及使用的成本就是比较高。 瑞主要依靠私有构造方法、内部静态类进行重构 重构后代码
public class Phone {private String cpu;private String screen;private String memory;private String mainboard;private Phone(Builder builder) {cpu builder.cpu;screen builder.screen;memory builder.memory;mainboard builder.mainboard;}public static final class Builder {private String cpu;private String screen;private String memory;private String mainboard;public Builder() {}public Builder cpu(String val) {cpu val;return this;}public Builder screen(String val) {screen val;return this;}public Builder memory(String val) {memory val;return this;}public Builder mainboard(String val) {mainboard val;return this;}public Phone build() {return new Phone(this);}}Overridepublic String toString() {return Phone{ cpu cpu \ , screen screen \ , memory memory \ , mainboard mainboard \ };}
}public class Client {public static void main(String[] args) {Phone phone new Phone.Builder().cpu(intel).mainboard(华硕).memory(金士顿).screen(三星).build();System.out.println(phone);}
}重构后的代码在使用起来更方便某种程度上也可以提高开发效率。从软件设计上对程序员的要求比较高。 5 总结
5.1 建造者模式优缺点 优点 1️⃣ 建造者模式的封装性很好。使用建造者模式可以有效的封装变化在使用建造者模式的场景中一般产品类和建造者类是比较稳定的因此将主要的业务逻辑封装在指挥者类中对整体而言可以取得比较好的稳定性。 2️⃣ 在建造者模式中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不同的产品对象。 3️⃣ 可以更加精细地控制产品的创建过程。将复杂产品的创建步骤分解在不同的方法中使得创建过程更加清晰也更方便使用程序来控制创建过程。 4️⃣ 建造者模式很容易进行扩展。如果有新的需求通过实现一个新的建造者类就可以完成基本上不用修改之前已经测试通过的代码因此也就不会对原有功能引入风险。符合开闭原则。 缺点 1️⃣ 造者模式所创建的产品一般具有较多的共同点其组成部分相似如果产品之间的差异性很大则不适合使用建造者模式因此其使用范围受到一定的限制。
5.2 建造者模式使用场景 建造者模式创建的是复杂对象其产品的各个部分经常面临着剧烈的变化但将它们组合在一起的算法却相对稳定所以它通常在以下场合使用
创建的对象较复杂由多个部件构成各部件面临着复杂的变化但构件间的建造顺序是稳定的。创建复杂对象的算法独立于该对象的组成部分以及它们的装配方式即产品的构建过程和最终的表示是独立的。
5.3 建造者模式 VS 工厂方法模式 工厂方法模式注重的是整体对象的创建方式而建造者模式注重的是部件构建的过程意在通过一步一步地精确构造创建出一个复杂的对象。 我们举个简单例子来说明两者的差异如要制造一个超人如果使用工厂方法模式直接产生出来的就是一个力大无穷、能够飞翔、内裤外穿的超人而如果使用建造者模式则需要组装手、头、脚、躯干等部分然后再把内裤外穿于是一个超人就诞生了。
5.4 建造者模式 VS 抽象工厂模式 抽象工厂模式实现对产品家族的创建一个产品家族是这样的一系列产品具有不同分类维度的产品组合采用抽象工厂模式则是不需要关心构建过程只关心什么产品由什么工厂生产即可。 建造者模式则是要求按照指定的蓝图建造产品它的主要目的是通过组装零配件而产生一个新产品。 如果将抽象工厂模式看成汽车配件生产工厂生产一个产品族的产品那么建造者模式就是一个汽车组装工厂通过对部件的组装可以返回一辆完整的汽车。
5.5 建造者模式 VS 链式编程 链式编程Chaining是一种编程风格其中方法返回其对象本身以便可以在同一个对象上调用更多的方法。这种风格的优点是代码更加简洁和易读因为你可以将多个操作链接在一起而不需要使用大量的中间变量。在许多现代编程语言中链式编程已经成为一种常见的模式尤其是在处理集合和数据流时。 建造者模式是一种设计模式属于创建型模式它提供了一种构建对象的最佳方式。建造者模式主要是创建一个复杂的对象该对象由许多部分组成并且这些部分必须以特定的顺序和方式进行组合。 链式编程和建造者模式是两种不同的编程范式但它们在某些方面有一些相似之处 虽然链式编程和建造者模式都是关于构建和组合对象或操作的但它们有一些关键的区别链式编程是一种编程风格它强调的是简洁性和易读性通常用于处理集合和数据流。建造者模式是一种设计模式它关注的是如何构建复杂的对象并确保这些对象的构建符合特定的规则和顺序。 在实践中链式编程和建造者模式可以一起使用。例如在Java的Stream API中可以使用链式编程风格来处理数据流同时也可以使用建造者模式来构建复杂的查询和操作。通过结合这两种范式你可以编写出更加清晰、易于理解和维护的代码。 本文是博主的粗浅理解可能存在一些错误或不完善之处如有遗漏或错误欢迎各位补充谢谢 如果觉得这篇文章对您有所帮助的话请动动小手点波关注你的点赞收藏⭐️转发评论都是对博主最好的支持~
