title: 从零玩转设计模式之建造者模式
date: 2022-12-08 18:15:30.898
updated: 2022-12-23 15:35:58.428
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- 建造者模式什么是建造者模式?
建造者模式是一种软件设计模式，它用于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。建造者模式通常用于创建复杂对象，它包含多个部分，每个部分可以有不同的组成方式。
需求
一个类计算机类Computer包括以下变量
- cpu
- ram
- usbCount
- keyboard
- display
而其他3个是可选参数
- usbCount
- keyboard
- display
两种常用的方式
折叠构造器模式
Javabean 直接定义
缺点
第1种
第一种主要是使用及阅读不方便。当调用一个类的构造函数时，
首先要决定使用哪一个，里面参数又很多，参数的类型也不一样，
这样很容易搞混
第2种
在构建过程中对象的状态容易发生变化,造成错误。
因为那个类中的属性是分步设置的，所以就容易出错。
特点
在软件开发过程中有时需要创建一个复杂的对象，这个复杂对象通常由多个子部件按一定的步骤组合而成。
产品都是由多个部件构成的，各个部件可以灵活选择，但其创建步骤都大同小异。
这类产品的创建无法用前面介绍的工厂模式描述，只有建造者模式可以很好地描述该类产品的创建。
建造者模式解决需求(代码实现)
第一步:创建目标类, 也就是我们的产品
/**
* 产品 计算机
*
* @author yang shuai
* @date 2022/12/4
*/
public class Computer {
private final String cpu;// 必须
private final String ram;// 必须
private int usbCount;// 可选
private String keyboard;// 可选
private String display;// 可选
public Computer(String cpu, String ram) {
this.cpu = cpu;
this.ram = ram;
}
public void setUsbCount(int usbCount) {
this.usbCount = usbCount;
}
public void setKeyboard(String keyboard) {
this.keyboard = keyboard;
}
public void setDisplay(String display) {
this.display = display;
}
@Override
public String toString() {
return "Computer{" + "cpu='" + cpu + '\'' + ", ram='" + ram + '\'' + ", usbCount=" + usbCount + ", keyboard='" + keyboard + '\'' + ", display='" + display + '\'' + '}';
}
}第二步:创建抽象构建者类
public abstract class ComputerBuilder {
public abstract void buildCount(int usbCount);
public abstract void buildKeyboard(String keyBoard);
public abstract void buildDisplay(String display);
public abstract Computer makeComputer();
}第三步:创建具体建造者类
public class HWComputerBuilder extends ComputerBuilder{
private Computer computer;
public HWComputerBuilder(String cpu, String ram) {
computer=new Computer(cpu,ram);
}
@Override
public void buildCount(int usbCount) {
computer.setUsbCount(usbCount);
}
@Override
public void buildKeyboard(String keyBoard) {
computer.setKeyboard(keyBoard);
}
@Override
public void buildDisplay(String display) {
computer.setDisplay(display);
}
@Override
public Computer makeComputer() {
return computer;
}
}第四步:创建指挥类
public class ComputerDirector {
private ComputerBuilder builder;
public void setBuilder(ComputerBuilder builder) {
this.builder = builder;
}
public Computer makeComputer(int useCount,String display,String keyBoard){
builder.buildCount(useCount);
builder.buildDisplay(display);
builder.buildKeyboard(keyBoard);
return builder.makeComputer();
}
}定义
指将一个复杂对象的构造与它的表示分离，使同样的构建过程可以创建不同的表示，这样的设计模式被称为建造者模式。
它是将一个复杂的对象分解为多个简单的对象，然后一步一步构建而成。即产品的组成部分是不变的，但每一部分是可以灵活选择的。
建造者模式与工厂模式的区别
工厂模式
- 工厂模式注重于创建产品
- 工厂模式创建出来的产品都是一个样子
- 工厂模式的关注点是只要创建出对象就可以了
建造者模式
- 建造者模式注重于方法的调用顺序
- 建造者模式可以创建出复杂的产品,由各种复杂的部件组成
- 建造者模式不仅要创建产品,，还要知道该产品是由哪些部件组成的
建造者模式包括四个角色：
- Product(产品角色):一个具体的产品对象。
- Builder(抽象建造者):创建一个Product对象的各个部件指定的接口/抽象类。
- ConcreteBuilder(具体建造者):实现接口，构建和装配各个部件。
- Director(指挥者):构建一个使用Builder接口的对象。
- 它主要是用于创建一个复杂的对象。
- 作用
- 隔离了客户与对象的生产过程
- 负责控制产品对象的生产过程。
建造者模式的优点有：
- 它隔离了具体组建和装配方式，使得构建过程与具体实现分离。
- 它支持构建复杂对象，并且可以控制复杂对象的构建顺序。
- 它可以使得用户可以独立地改变一个对象的内部表示。
- 它可以提供一种灵活的构建方式，在用户不确定最终的产品的具体细节时也可以创建对象。
- 它可以有效地防止用户在构建过程中破坏产品的结构。
大白话:
封装性好，构建和表示分离。
扩展性好，各个具体的建造者相互独立，有利于系统的解耦。
客户端不必知道产品内部组成的细节，建造者可以对创建过程逐步细化，而不对其它模块产生任何影响，便于控制细节风险。
建造者模式的缺点有：
- 产生多余的Builder对象
- 产品内部发生变化，建造者都要修改，成本较大
建造者模式第二种写法
解决产生多余的Builder对象等
在Computer 中创建一个静态内部类 Builder，然后将Computer 中的参数都复制到Builder类中。
示例:
/**
* 使用静态内部类构造数据
*
* @author yang shuai
* @date 2022/12/9
*/
public class Computer {
private final String cpu;//必须
private final String ram;//必须
private final int usbCount;//可选
private final String keyboard;//可选
private final String display;//可选
@Override
public String toString() {
return "Computer{" + "cpu='" + cpu + '\'' + ", ram='" + ram + '\'' + ", usbCount=" + usbCount + ", keyboard='" + keyboard + '\'' + ", display='" + display + '\'' + '}';
}
private Computer(Builder computerBuilder) {
this.cpu = computerBuilder.cpu;
this.ram = computerBuilder.ram;
this.usbCount = computerBuilder.usbCount;
this.keyboard = computerBuilder.keyboard;
this.display = computerBuilder.display;
}
public static class Builder {
private final String cpu;//必须
private final String ram;//必须
private int usbCount;//可选
private String keyboard;//可选
private String display;//可选
public Builder(String cup, String ram) {
this.cpu = cup;
this.ram = ram;
}
public Builder buildUsbCount(int usbCount) {
this.usbCount = usbCount;
return this;
}
public Builder buildKeyboard(String keyboard) {
this.keyboard = keyboard;
return this;
}
public Builder buildDisplay(String display) {
this.display = display;
return this;
}
public Computer build() {
return new Computer(this);
}
}
}使用场景
如果一个对象有非常复杂的内部结构(很多属性)
想把复杂对象的创建和使用分离
总结
用来创建复杂的复合对象
源码分析
StringBuilder
- JDK 的 StringBuilder 类中提供了 append() 方法，这就是一种链式创建对象的方法，开放构造步骤，最后调用 toString() 方法就可以获得一个完整的对象
SqlSessionFactoryBuilder
MyBatis 中 SqlSessionFactoryBuiler 类用到了建造者模式。且在 MyBatis 中 SqlSessionFactory是由 SqlSessionFactoryBuilder 产生的
XMLConfigBuilder 负责 Configuration 各个组件的创建和装配，整个装配的流程化过程如下：
XMLConfigBuilder 负责创建复杂对象 Configuration，其实就是一个具体建造者角色。SqlSessionFactoryBuilder 只不过是做了一层封装去构建 SqlSessionFactory 实例，这就是建造者模式简化构建的过程。
![[深度学习]大模型训练之框架篇-DeepSpeed](https://img-blog.csdnimg.cn/ab338aaac267488484d9888caebe0c1c.png)
