Java設計模式之構建者模式知識總結

一、構建者模式

1.1 定義

將一個復雜對象的構建與它的表示分離,使得同樣的構建過程可以創建不同的表示

1.2 主要作用

在用戶不知道對象的建造過程和細節的情況下就可以直接創建復雜的對象。

用戶隻需要給出指定復雜對象的類型和內容;

建造者模式負責按順序創建復雜對象(把內部的建造過程和細節隱藏起來)

1.3 解決的問題

方便用戶創建復雜的對象(不需要知道實現過程)

代碼復用性 & 封裝性(將對象構建過程和細節進行封裝 & 復用)

例子:造汽車 & 買汽車。

工廠(建造者模式):負責制造汽車(組裝過程和細節在工廠內)
汽車購買者(用戶):你隻需要說出你需要的型號(對象的類型和內容),然後直接購買就可以使用瞭
(不需要知道汽車是怎麼組裝的(車輪、車門、發動機、方向盤等等))

示例:pandas 是基於NumPy 的一種工具,該工具是為瞭解決數據分析任務而創建的。

二、模式原理

2.1 模式講解

1.指揮者(Director)直接和客戶(Client)進行需求溝通;

2.溝通後指揮者將客戶創建產品的需求劃分為各個部件的建造請求(Builder);

3.將各個部件的建造請求委派到具體的建造者(ConcreteBuilder);

4.各個具體建造者負責進行產品部件的構建;

5.最終構建成具體產品(Product)。

2.2 實例講解

2.2.1 實例概況

背景:小成希望去電腦城買一臺組裝的臺式主機

過程:

1. 電腦城老板(Diretor)和小成(Client)進行需求溝通(買來打遊戲?學習?看片?)

2. 瞭解需求後,電腦城老板將小成需要的主機劃分為各個部件(Builder)的建造請求(CPU、主板blabla)

指揮裝機人員(ConcreteBuilder)去構建組件;
將組件組裝起來成小成需要的電腦(Product)

2.2.2 使用步驟

步驟1: 定義組裝的過程(Builder):組裝電腦的過程

public  abstract class Builder {  

//第一步:裝CPU
//聲明為抽象方法,具體由子類實現 
    public abstract void  BuildCPU();

//第二步:裝主板
//聲明為抽象方法,具體由子類實現 
    public abstract void BuildMainboard();

//第三步:裝硬盤
//聲明為抽象方法,具體由子類實現 
    public abstract void BuildHD();

//返回產品的方法:獲得組裝好的電腦
    public abstract Computer GetComputer();
}

步驟2: 電腦城老板委派任務給裝機人員(Director)

public class Director{
                        //指揮裝機人員組裝電腦
                        public void Construct(Builder builder){
                                
                                 builder. BuildCPU();
                                 builder.BuildMainboard();
                                 builder. BuildHD();
                              }
 }


步驟3:創建具體的建造者(ConcreteBuilder):裝機人員

//裝機人員1
  public class ConcreteBuilder extend  Builder{
    //創建產品實例
    Computer computer = new Computer();

    //組裝產品
    @Override
    public void  BuildCPU(){  
       computer.Add("組裝CPU")
    }  

    @Override
    public void  BuildMainboard(){  
       computer.Add("組裝主板")
    }  

    @Override
    public void  BuildHD(){  
       computer.Add("組裝主板")
    }  

    //返回組裝成功的電腦
     @Override
      public  Computer GetComputer(){  
      return computer
    }  
}

步驟4:定義具體產品類(Product):電腦

public class Computer{
    
    //電腦組件的集合
    private List<String> parts = new ArrayList<String>();
     
    //用於將組件組裝到電腦裡
    public void Add(String part){
    parts.add(part);
}
    
    public void Show(){
          for (int i = 0;i<parts.size();i++){    
          System.out.println(“組件”+parts.get(i)+“裝好瞭”);
          }
          System.out.println(“電腦組裝完成,請驗收”);
          
 
}

}

步驟5:客戶端調用-小成到電腦城找老板買電腦

public class Builder Pattern{
  public static void main(String[] args){

//逛瞭很久終於發現一傢合適的電腦店
//找到該店的老板和裝機人員
  Director director = new Director();
  Builder builder = new ConcreteBuilder();

//溝通需求後,老板叫裝機人員去裝電腦
director.Construct(builder);

//裝完後,組裝人員搬來組裝好的電腦
Computer computer = builder.GetComputer();
//組裝人員展示電腦給小成看
computer.Show();

    }
        
}

組件CUP裝好瞭
組件主板裝好瞭
組件硬盤裝好瞭
電腦組裝完成,請驗收

三、優缺點

3.1 優點

  • 易於解耦

將產品本身與產品創建過程進行解耦,可以使用相同的創建過程來得到不同的產品。也就說細節依賴抽象。

  • 易於精確控制對象的創建

將復雜產品的創建步驟分解在不同的方法中,使得創建過程更加清晰

  • 易於拓展

增加新的具體建造者無需修改原有類庫的代碼,易於拓展,符合“開閉原則“。

每一個具體建造者都相對獨立,而與其他的具體建造者無關,因此可以很方便地替換具體建造者或增加新的具體建造者,用戶使用不同的具體建造者即可得到不同的產品對象。

3.2 缺點

-建造者模式所創建的產品一般具有較多的共同點,其組成部分相似;如果產品之間的差異性很大,則不適合使用建造者模式,因此其使用范圍受到一定的限制。

如果產品的內部變化復雜,可能會導致需要定義很多具體建造者類來實現這種變化,導致系統變得很龐大。

四、應用場景

需要生成的產品對象有復雜的內部結構,這些產品對象具備共性;

隔離復雜對象的創建和使用,並使得相同的創建過程可以創建不同的產品。

五、在MyBatis中的應用

MyBatis中最經典的建造者模式肯定是獲取SqlSessionFactory的過程。
下面是獲取SqlSessionFactory的典型用法。

CopyClassPathResource resource = new ClassPathResource("mybatis-config.xml");
InputStream inputStream = resource.getInputStream();
sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);

通過上面代碼發現,創建SqlSessionFactory的代碼在SqlSessionFactoryBuilder中,進去一探究竟:

//整個過程就是將配置文件解析成Configration對象,然後創建SqlSessionFactory的過程
//Configuration是SqlSessionFactory的一個內部屬性
public SqlSessionFactory build(InputStream inputStream, String environment, Properties properties) {
    try {
      XMLConfigBuilder parser = new XMLConfigBuilder(inputStream, environment, properties);
      return build(parser.parse());
    } catch (Exception e) {
      throw ExceptionFactory.wrapException("Error building SqlSession.", e);
    } finally {
      ErrorContext.instance().reset();
      try {
        inputStream.close();
      } catch (IOException e) {
        // Intentionally ignore. Prefer previous error.
      }
    }
  }
    
  public SqlSessionFactory build(Configuration config) {
    return new DefaultSqlSessionFactory(config);
  }

代碼比較簡單,就不具體分析瞭。這裡還是對號入座,列舉下各個角色。

SqlSessionFactoryBuilder:指揮者角色

BaseBuilder:抽象

BuilderXMLConfigBuilder:具體的Builder

SqlSessionFactory:需要被創建的產品

到此這篇關於Java設計模式之構建者模式知識總結的文章就介紹到這瞭,更多相關Java構建者模式內容請搜索WalkonNet以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大傢以後多多支持WalkonNet!

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