【設計模式In Java】四、建造者模式

建造者模式

定義

建造者模式(Builder Pattern)：將一個複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。建造者模式是一種對象創建型模式。

場景

當一個對象的構造過程非常複雜，比如有特別多的屬性，或者構造時有特定的順序，甚至是屬性之間有特殊的依賴關係等，這個時候可以使用構建者模式來創建對象。

假設現在要創建計算機學院各個專業的課程表，每個課程表有七天需要安排，如果單獨創建，無疑是非常麻煩的：要麼用一個龐大的構造函數，要麼聲明對象後一個個set，但這兩種方法都不是特別優雅，每個課程表的創建分散無法控制。

UML類圖

代碼

builder
示例：

public class TestBuilder {

    @Test
    public void test(){
        System.out.println(new TimetableDirector(new ComputerScienceTimetableBuilder()).buildTimetable().toString());
        System.out.println();
        System.out.println(new TimetableDirector(new SoftwareEngineeringTimetableBuilder()).buildTimetable().toString());
        /*
        Sunday: 
        Monday: Spoken English
        Tuesday: Advanced mathematics
        Wednesday: College Physics
        Thursday: C Language
        Friday: Sports
        Saturday: Situation and Policy
        
        Sunday: 
        Monday: Sports
        Tuesday: Discrete Mathematics
        Wednesday: College Physics
        Thursday: Professional English
        Friday: Probability Statistics
        Saturday: Situation and Policy
         */
    }

}

簡化

這樣子看起來，構建者模式和抽象工廠方法簡直如出一轍，唯一的區別是加了Director角色處理創建順序，或者處理屬性之間的依賴關，在一定的場景中可以用抽象工廠+模板方法模式來搞定，更多情況下使用的是簡化版本的Builder模式。

首先可以省略掉Director類，把構造過程放在各自的Builder或者放在抽象類中，用模板方法模式來代替：

public abstract class TimetableBuilder {

    protected Timetable timetable = new Timetable();

    public abstract void sunday();
    public abstract void monday();
    public abstract void tuesday();
    public abstract void wednesday();
    public abstract void thursday();
    public abstract void friday();
    public abstract void saturday();

    public Timetable buildTimetable(){
        sunday();
        monday();
        tuesday();
        wednesday();
        thursday();
        friday();
        saturday();
        return timetable;
    }

}

使用時：

public class TestBuilder {

    @Test
    public void test(){
        System.out.println(new ComputerScienceTimetableBuilder().buildTimetable().toString());
        System.out.println();
        System.out.println(new SoftwareEngineeringTimetableBuilder().buildTimetable().toString());
    }

}

在我們並不關注構建過程是否統一，構建類能否統一管理時，抽象類都可以省略，每個類型有自己的構建方法，這也是很多複雜對象的創建方式，詳見：Builgen 插件——IntelliJ IDEA和Eclipse Java Bean Builder模式代碼生成器

這個插件可以自動生成JavaBean的Builder模式代碼，可以採用鏈式調用的方法完成對象的構建，並且可以在build()方法中檢查依賴，代碼較少，容易理解。

總結

Builder模式的好處顯而易見：對象的聲明和初始化分離，開發人員不必知道創建的具體過程，但可以通過相同的創建過程來創建不同的對象，對於那些創建複雜的對象是非常有幫助的。

Director或模板方法模式，可以讓創建過程條理清晰，代碼可讀性更高，這只是針對相似類型的創建，假設類型之間的差別太大，那就不建議使用構建者模式。當類型較多時，可能產生大量的構建者，系統變得特別複雜。

因此在業務場景幾乎不變並且類型構建過程非常相似的場景下，可以使用構建者模式，在其他情況下，如果也想體驗構建者模式帶來的便利，可以使用輕量級的構建者模式，即：Builgen 插件——IntelliJ IDEA和Eclipse Java Bean Builder模式代碼生成器。