Java设计模式之构建者模式知识总结

Java设计模式之构建者模式知识总结

一、构建者模式

1.1 定义

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

1.2 主要作用

在用户不知道对象的建造过程和细节的情况下就可以直接创建复杂的对象。

用户只需要给出指定复杂对象的类型和内容；

建造者模式负责按顺序创建复杂对象（把内部的建造过程和细节隐藏起来)

1.3 解决的问题

方便用户创建复杂的对象（不需要知道实现过程）

代码复用性 & 封装性（将对象构建过程和细节进行封装 & 复用）

例子：造汽车 & 买汽车。

工厂（建造者模式）：负责制造汽车（组装过程和细节在工厂内）

汽车购买者（用户）：你只需要说出你需要的型号（对象的类型和内容），然后直接购买就可以使用了

（不需要知道汽车是怎么组装的（车轮、车门、发动机、方向盘等等））

示例：pandas 是基于NumPy 的一种工具，该工具是为了解决数据分析任务而创建的。

二、模式原理

2.1 模式讲解

1.指挥者（Director）直接和客户（Client）进行需求沟通；

2.沟通后指挥者将客户创建产品的需求划分为各个部件的建造请求（Builder）；

3.将各个部件的建造请求委派到具体的建造者（ConcreteBuihttp://lder）；

4.各个具体建造者负责进行产品部件的构建；

5.最终构建成具体产品（Product）。

2.2 实例讲解

2.2.1 实例概况

背景：小成希望去电脑城买一台组装的台式主机

过程：

1. 电脑城老板（Diretor）和小成（Client）进行需求沟通（买来打游戏？学习？看片？）

2. 了解需求后，电脑城老板将小成需要的主机划分为各个部件（Builder）的建造请求（CPU、主板blabla）

指挥装机人员（ConcreteBuilder）去构建组件；

将组件组装起来成小成需要的电脑（Product）

2.2.2 使用步骤

步骤1： 定义组装的过程（Builder）：组装电脑的过程

public abstract class Builder {

//第一步：装CPU

//声明为抽象方法，具体由子类实现

public abstract void BuildCPU()；

//第二步：装主板

//声明为抽象方法，具体由子类实现

public abstract void BuildMainboard（）；

//第三步：装硬盘

//声明为抽象方法，具体由子类实现

public abstract void BuildHD（）；

//返回产品的方法：获得组装好的电脑

public abstract Computer GetComputer（）；

}

步骤2： 电脑城老板委派任务给装机人员（Director）

public class Director{

//指挥装机人员组装电脑

public void Construct(Builder builder){

builder. BuildCPU();

builder.BuildMainboard（）;

builder. BuildHD（）;

}

}

步骤3：创建具体的建造者（ConcreteBuilder）:装机人员

//装机人员1

public class ConcreteBuilder extend Builder{

//创建产品实例

Computer computer = new Computer();

//组装产品

@Override

public void BuildCPU(){

computer.Add("组装CPU")

}

@Override

public void BuildMainboard（）{

computer.Add("组装主板")

}

@Override

public void BuildHD（）{

computer.Add("组装主板")

}

//返回组装成功的电脑

@Override

public Computer GetComputer（）{

return computer

}

}

步骤4：定义具体产品类（Product）：电脑

public class Computer{

//电脑组件的集合

private List parts = new ArrayList()；

//用于将组件组装到电脑里

public void Add(String part){

parts.add(part);

}

public void Show(){

for (int i = 0;i

System.out.println(“组件”+parts.get(i)+“装好了”);

}

System.out.println(“电脑组装完成，请验收”);

}

}

步骤5：客户端调用-小成到电脑城找老板买电脑

public class Builder Pattern{

public static void main(String[] args){

//逛了很久终于发现一家合适的电脑店

//找到该店的老板和装机人员

Director director = new Director();

Builder builder = new ConcreteBuilder();

//沟通需求后，老板叫装机人员去装电脑

director.Construct(builder);

//装完后，组装人员搬来组装好的电脑

Computer computer = builder.GetComputer();

//组装人员展示电脑给小成看

computer.Show()；

}

}

组件CUP装好了

组件主板装好了

组件硬盘装好了

电脑组装完成，请验收

三、优缺点

3.1 优点

易于解耦

将产品本身与产品创建过程进行解耦，可以使用相同的创建过程来得到不同的产品。也就说细节依赖抽象。

易于精确控制对象的创建

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

易于拓展

增加新的具体建造者无需修改原有类库的代码，易于拓展，符合“开闭原则“。

每一个具体建造者都相对独立，而与其他的具体建造者无关，因此可以很方便地替换具体建造者或增加新的具体建造者，用户使用不同的具体建造者即可得到不同的产品对象。

3.2 缺点

-建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。

如果产品的内部变化复杂，可能会导致需要定义很多具体建造者类来实现这种变化，导致系统变得很庞大。

四、应用场景

需要生成的产品对象有复杂的内部结构，这些产品对象具备共性；

隔离复杂对象的创建和使用，并使得相同的创建过程可以创建不同的产品。

五、在MyBatis中的应用

MyBatis中最经典的建造者模式肯定是获取SqlSessionFactory的过程。

下面是获取SqlSessionFactory的典型用法。

CopyClassPathResource resource = new ClassPathResource("mybatis-config.xml");

InputStream inputStream = resource.getInputStream();

sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);

通过上面代码发现，创建SqlSessionFactory的代码在SqlSessionFactoryBuilder中，进去一探究竟：

//整个过程就是将配置文件解析成Configration对象，然后创建SqlSessionFactory的过程

//Configuration是SqlSessionFactory的一个内部属性

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);

}

代码比较简单，就不具体分析了。这里还是对号入座，列举下各个角色。

SqlSessionFactoryBuilder：指挥者角色

BaseBuilder：抽象

BuilderXMLConfigBuilder：具体的Builder

SqlSessionFactory：需要被创建的产品

System.out.println(“组件”+parts.get(i)+“装好了”);

}

System.out.println(“电脑组装完成，请验收”);

}

}

步骤5：客户端调用-小成到电脑城找老板买电脑

public class Builder Pattern{

public static void main(String[] args){

//逛了很久终于发现一家合适的电脑店

//找到该店的老板和装机人员

Director director = new Director();

Builder builder = new ConcreteBuilder();

//沟通需求后，老板叫装机人员去装电脑

director.Construct(builder);

//装完后，组装人员搬来组装好的电脑

Computer computer = builder.GetComputer();

//组装人员展示电脑给小成看

computer.Show()；

}

}

组件CUP装好了

组件主板装好了

组件硬盘装好了

电脑组装完成，请验收

三、优缺点

3.1 优点

易于解耦

将产品本身与产品创建过程进行解耦，可以使用相同的创建过程来得到不同的产品。也就说细节依赖抽象。

易于精确控制对象的创建

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

易于拓展

增加新的具体建造者无需修改原有类库的代码，易于拓展，符合“开闭原则“。

每一个具体建造者都相对独立，而与其他的具体建造者无关，因此可以很方便地替换具体建造者或增加新的具体建造者，用户使用不同的具体建造者即可得到不同的产品对象。

3.2 缺点

-建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。

如果产品的内部变化复杂，可能会导致需要定义很多具体建造者类来实现这种变化，导致系统变得很庞大。

四、应用场景

需要生成的产品对象有复杂的内部结构，这些产品对象具备共性；

隔离复杂对象的创建和使用，并使得相同的创建过程可以创建不同的产品。

五、在MyBatis中的应用

MyBatis中最经典的建造者模式肯定是获取SqlSessionFactory的过程。

下面是获取SqlSessionFactory的典型用法。

CopyClassPathResource resource = new ClassPathResource("mybatis-config.xml");

InputStream inputStream = resource.getInputStream();

sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);

通过上面代码发现，创建SqlSessionFactory的代码在SqlSessionFactoryBuilder中，进去一探究竟：

//整个过程就是将配置文件解析成Configration对象，然后创建SqlSessionFactory的过程

//Configuration是SqlSessionFactory的一个内部属性

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);

}

代码比较简单，就不具体分析了。这里还是对号入座，列举下各个角色。

SqlSessionFactoryBuilder：指挥者角色

BaseBuilder：抽象

BuilderXMLConfigBuilder：具体的Builder

SqlSessionFactory：需要被创建的产品

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