设计模式Java实现-建造者模式

楔子

小七在2019年的时候，就想写一个关于设计模式的专栏，但是最终却半途而废了。粗略一想，如果做完一件事要100分钟，小七用3分钟热情做的事，最少也能完成10件事情了。所以这一次，一定要把他做完，fighting！

需求背景

以以前小七做的一个政务系统为例，为了符合国标，数据库表需要设计很多字段，大概有100多个。每次new这个实体的时候，都会调用大量的set方法，关键是这100个字段基本不会变，但是他们的组合却经常变，弄得开发的小伙伴们苦不堪言，于是前辈们就重载了很多的构造方法，结果构造方法也爆炸了，导致新来的后浪们差点直接被拍死在了沙滩上。

为了简化代码，咱们这一次就定义一个Student类，里面只包含name和age。

分析设计

因为这个对象的属性很多，且组合方式很自由，如果使用经典的new-set方式，代码大概如下：

BigObject bigObject = new BigObject();
bigObject.setO1("");
bigObject.setO2("");
bigObject.setO3("");
bigObject.setO4("");
bigObject.setO5("");
bigObject.setO6("");
bigObject.setO7("");
bigObject.setO8("");
bigObject.setO9("");
bigObject.setO10("");
...
bigObject.setO100("");   

看起来并不直观。

如果每一个组合就重载一个构造方法，也会产生很多构造方法，并且语义不明，新来的小伙伴会一脸懵逼。

但是如果我们能够抽象一下产品的构建过程，具体建造者类继承自抽象建造者类，实现具体的构建逻辑。指挥者类负责调用具体建造者类的构建方法，完成产品的构建。这样就可以降低客户端代码的复杂度，提高代码的可维护性。

定义	类名
产品类	Student
抽象建造者类	StudentBuilder
具体建造者类	StudentActualBuilder
指挥者类	Commander

标准建造者模式

UML图

根据分析设计，我们可以先画一个简单的UML图，后面通过UML图编码

模块名称

builder.demo01

模块地址

https://gitee.com/diqirenge/design-pattern/tree/master/src/main/java/com/run2code/design/creational/builder/demo01

模块描述

经典模式代码示例

代码实现

1、定义产品类

/*** 定义产品类* 关注公众号【奔跑的码畜】，一起进步不迷路** @author 第七人格* @date 2023/11/20*/
public class Student {private String name;private int age;public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {this.age = age;}@Overridepublic String toString() {return "Student{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +'}';}
}

2、定义抽象建造者类

/*** 定义抽象建造者类* 关注公众号【奔跑的码畜】，一起进步不迷路** @author 第七人格* @date 2023/11/20*/
public abstract class StudentBuilder {public abstract void buildName(String name);public abstract void buildAge(int age);public abstract Student makeStudent();
}

3、定义具体建造者类

/*** 定义具体建造者类* 关注公众号【奔跑的码畜】，一起进步不迷路** @author 第七人格* @date 2023/11/20*/
public class StudentActualBuilder extends StudentBuilder {/*** 这里使用组合，将 student 组合到实现类中*/private Student student = new Student();@Overridepublic void buildName(String name) {student.setName(name);}@Overridepublic void buildAge(int age) {student.setAge(age);}@Overridepublic Student makeStudent() {return student;}
}

4、定义指挥者类

/*** 定义指挥者类* 关注公众号【奔跑的码畜】，一起进步不迷路** @author 第七人格* @date 2023/11/20*/
public class Commander {/*** 注入StudentBuilder*/private StudentBuilder studentBuilder;public void setStudentBuilder(StudentBuilder studentBuilder) {this.studentBuilder = studentBuilder;}public Student makeStudent(String name, int age) {this.studentBuilder.buildAge(age);this.studentBuilder.buildName(name);return this.studentBuilder.makeStudent();}
}

5、测试

public class BuilderStudentBuilderTest {@Testpublic void testBuild_01() {System.out.println("==========标准建造者模式开始==========");StudentActualBuilder studentActualBuilder = new StudentActualBuilder();Commander commander = new Commander();commander.setStudentBuilder(studentActualBuilder);// 客户端使用指挥者类创建产品对象，这样可以降低客户端代码的复杂度，提高代码的可维护性。Student student = commander.makeStudent("第七人格", 18);System.out.println(student);System.out.println("==========标准建造者模式结束==========");}
}

6、测试结果

==========标准建造者模式开始==========

Student{name='第七人格', age=18}

==========标准建造者模式结束==========

实现要点

1. 定义产品类：产品类是最终要构建的对象，包含多个属性和方法。

2. 定义抽象建造者类：抽象建造者类定义了产品的构建过程，包括各个部分的构建方法和返回最终产品的方法。

3. 定义具体建造者类：具体建造者类继承自抽象建造者类，实现具体的构建逻辑。

4. 定义指挥者类：指挥者类负责调用具体建造者类的构建方法，完成产品的构建。

用过StringBuilder的我们知道，StringBuilder有个append方法，我们学着StringBuilder将上面的代码，改为链式调用。

链式调用模式

URL图

模块名称

builder.demo02

模块地址

https://gitee.com/diqirenge/design-pattern/tree/master/src/main/java/com/run2code/design/creational/builder/demo02

模块描述

建造者-链式调用

代码实现

/*** 链式调用建造者示例* 关注公众号【奔跑的码畜】，一起进步不迷路** @author 第七人格* @date 2023/11/20*/
public class Student02Builder {/*** 姓名*/private String name;/*** 年龄*/private int age;/*** 学生类的构造函数** @param name 的名字* @param age  年龄*/Student02Builder(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}/*** 构建器（本质上就是指挥者Commander）** @return {@link StudentBuilder}*/public static Student02Builder.StudentBuilder builder() {// 构造一个StudentBuilder对象return new Student02Builder.StudentBuilder();}/*** 学生构建器（相当于StudentBuilder及其实现类StudentActualBuilder）** @author 第七人格* @date 2020/12/02*/public static class StudentBuilder {private String name;private int age;public StudentBuilder() {}public Student02Builder.StudentBuilder name(String name) {this.name = name;// 返回自身（StudentBuilder），以便链式调用return this;}public Student02Builder.StudentBuilder age(int age) {this.age = age;// 返回自身（StudentBuilder），以便链式调用return this;}/*** 构建** @return {@link Student02Builder}*/public Student02Builder build() {// 构造一个Student对象，其中的属性直接从外部传入return new Student02Builder(this.name, this.age);}@Overridepublic String toString() {return "Student.StudentBuilder(name=" + this.name + ", age=" + this.age + ")";}}@Overridepublic String toString() {return "Student{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +'}';}
}

测试

@Test
public void testBuild_02() {System.out.println("==========工作中常用-建造者模式开始==========");System.out.println(Student02Builder.builder().age(18).name("第七人格").build());System.out.println("==========工作中常用-建造者模式开始==========");
}

测试结果

==========链式调用-建造者模式开始==========

Student{name='第七人格', age=18}

==========链式调用-建造者模式开始==========

实现要点

1、使用静态方法替换指挥者Commander

public static Student02Builder.StudentBuilder builder() {// 构造一个StudentBuilder对象return new Student02Builder.StudentBuilder();
}

2、使用内部类替换StudentBuilder及StudentActualBuilder

3、内部类中设置属性的时候，返回自身，以便链式调用

面对对象面对君，不负代码不负卿