生成器(建造者)模式

文章目录

思考生成者模式
- 1.生成器模式的本质
- 2.何时选用生成器模式
- 3.优缺点
- 4.生成器模式的结构
- 5.实现
- - 生成器模式构建对象的多种表示形式
  - 生成器模式链式构建对象

思考生成者模式

生成器模式就是将对象构建和对象内部构建分离，将一个复杂对象的构建(外壳) 与它的表示(内部实现)分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示
对象构建：手机的构建
对象内部构建：手机中屏幕、电池和芯片的构建

1.生成器模式的本质

生成器模式的本质:分离整体对象构建算法和对象的部件构造。

构建一个复杂的对象，本来就有构建的过程，以及构建过程中具体的实现（表示形式）。生成器模式就是用来分离这两个部分，从而使得程序结构更松散、扩展更容易、复用性更好，同时也会使得代码更清晰，意图更明确。

对象的构建过程和表示形式指的是什么？

对象的构建过程指的是将一个复杂对象逐步构建的过程，这个过程通常需要按照一定的顺序完成多个步骤，每个步骤可能包括创建对象的某些部分、初始化对象的状态等。例如，在汽车生成器模式中，对象的构建过程包括构建车身、构建发动机和构建轮胎等多个步骤。

表示形式指的是复杂对象的最终表现形式，也就是我们最终要创建的对象的形态和特征。例如，在汽车生成器模式中，表示形式指的是车辆的各个部分的组合方式和特定的配置。不同的表示形式可能需要使用不同的生成器来创建，但是它们的构建过程可能是相同的。

在生成器模式中，将对象的构建过程和表示形式分离开来，可以使得我们能够更加灵活地创建对象，并且能够重用构建过程的代码，减少重复工作。

2.何时选用生成器模式

建议在以下情况中选用生成器模式。

对象构建的属性不会变，而其组合经常变化的时候，就可以选择这样的设计模式来构建代码
如果同一个构建过程有着不同的表示时。
- 在软件开发中，有些复杂对象的构建过程可能是相同的，但是最终的表示形式却可能存在差异。这时候，如果我们采用传统的工厂模式或者抽象工厂模式来创建对象，那么就需要针对每种表示形式都编写对应的工厂方法，这样会导致代码的复杂度增加。
  相比之下，生成器模式则提供了一种更加灵活的解决方案。通过将对象的构建过程与表示分离开来，生成器模式允许我们使用相同的构建过程来创建不同的表示形式。这是因为，生成器模式将对象的构建过程抽象为一个生成器接口，并提供了不同的具体生成器实现，每个具体生成器实现都负责创建特定的表示形式。而指挥者类则负责协调不同的具体生成器，按照特定的顺序调用生成器的方法，完成表示对象的构建。
  因此，当我们需要使用同一个构建过程来创建不同的表示形式时，使用生成器模式可以帮助我们提高代码的复用性和灵活性。

3.优缺点

生成器模式有以下优点

松散耦合
生成器模式可以用同一个构建算法构建出表现上完全不同的产品，实现产品构建和产品表现上的分离。生成器模式正是把产品构建的过程独立出来，使它和具体产品的表现松散耦合，从而使得构建算法可以复用，而具体产品表现也可以灵活地、方便地扩展和切换。
可以很容易地改变产品的内部表示
在生成器模式中，由于Builder对象只是提供接口给Director使用，那么具体的部件创建和装配方式是被 Builder 接口隐藏了的，Director并不知道这些具体的实现细节。这样一来，要想改变产品的内部表示，只需要切换 Builder的具体实现即可,不用管Director，因此变得很容易。
更好的复用性
生成器模式很好地实现了构建算法和具体产品实现的分离。这样一来，使得构建产品的算法可以复用。同样的道理，具体产品的实现也可以复用，同一个产品的实现，可以配合不同的构建算法使用。

4.生成器模式的结构

Builder:生成器接口，定义创建一个Product对象所需的各个部件的操作。
ConcreteBuilder:具体的生成器实现，实现各个部件的创建，并负责组装 Product对象的各个部件，同时还提供一个让用户获取组装完成后的产品对象的方法。
Director:指导者，也被称为导向者，主要用来使用Builder接口，以一个统一的过程来构建所需要的 Product对象。
Product:产品，表示被生成器构建的复杂对象，包含多个部件。

5.实现

生成器模式构建对象的多种表示形式

/*** @description:手机构建器接口*/
public interface PhoneBuilder {/*** 构建屏幕*/void buildScreen();/*** 构建电池*/void buildBattery();/*** 构建芯片*/void buildChip();/*** 获取构造的手机对象*/Phone getPhone();
}/*** @description:苹果手机构建类*/
@Data
public class ApplePhone implements PhoneBuilder{private Phone phone;public ApplePhone(){//初始化手机对象phone=new Phone();}@Overridepublic void buildScreen() {phone.setScreenSize("16寸");}@Overridepublic void buildBattery() {phone.setBatteryCapacity(5000d);}@Overridepublic void buildChip() {phone.setChipType("苹果芯片");}@Overridepublic Phone getPhone() {return this.phone;}
}/*** @description:oppo手机构建类*/
@Data
public class OppoPhone implements PhoneBuilder{private Phone phone;public OppoPhone(){//初始化手机对象phone=new Phone();}@Overridepublic void buildScreen() {phone.setScreenSize("18寸");}@Overridepublic void buildBattery() {phone.setBatteryCapacity(6000d);}@Overridepublic void buildChip() {phone.setChipType("华为芯片");}@Overridepublic Phone getPhone() {return this.phone;}
}

指导者

/*** @description:指导者对象（指导如何构建手机）*/
@Data
public class Director {/*** 手机构建器*/private PhoneBuilder phoneBuilder;public Phone build(){//按顺序构建手机对象phoneBuilder.buildScreen();phoneBuilder.buildBattery();phoneBuilder.buildChip();return phoneBuilder.getPhone();}
}

测试

/*** @description:测试类*/
public class Client {public static void main(String[] args) {//指导者对象Director director = new Director();Phone phone;//指导苹果手机构建PhoneBuilder phoneBuilder1=new ApplePhone();director.setPhoneBuilder(phoneBuilder1);phone = director.build();System.out.println(phone);//指导oppo手机构建PhoneBuilder phoneBuilder2=new OppoPhone();director.setPhoneBuilder(phoneBuilder2);phone = director.build();System.out.println(phone);}
}

结果：

Phone(screenSize=16寸, batteryCapacity=5000.0, chipType=苹果芯片)
Phone(screenSize=18寸, batteryCapacity=6000.0, chipType=华为芯片)

生成器模式链式构建对象

构建器接口

/*** @description:手机构建器接口*/
public interface PhoneBuilder2 {/*** 构建屏幕*/PhoneBuilder2 buildScreen(String screenSize);/*** 构建电池*/PhoneBuilder2 buildBattery(Double batteryCapacity);/*** 构建芯片*/PhoneBuilder2 buildChip(String chipType);/*** 获取构造的手机对象*/String getPhone();
}/*** @description:手机构建器过程*/
@NoArgsConstructor
public class ConcreteBuilder implements PhoneBuilder2 {/*** 手机品牌*/private String phoneBrand;/*** 手机对象*/private Phone phone = new Phone();public ConcreteBuilder(String phoneBrand) {this.phoneBrand = phoneBrand;}@Overridepublic PhoneBuilder2 buildScreen(String screenSize) {this.phone.setScreenSize(screenSize);return this;}@Overridepublic PhoneBuilder2 buildBattery(Double batteryCapacity) {this.phone.setBatteryCapacity(batteryCapacity);return this;}@Overridepublic PhoneBuilder2 buildChip(String chipType) {this.phone.setChipType(chipType);return this;}@Overridepublic String getPhone() {return phoneBrand + "{" +"screenSize='" + phone.getScreenSize() + '\'' +", batteryCapacity=" + phone.getBatteryCapacity() +", chipType='" + phone.getChipType() + '\'' +'}';}
}

指导者

/*** @description:指导者对象*/
public class Director2 {/*** 指导构建苹果手机* @return*/public PhoneBuilder2 buildAppPhone() {return new ConcreteBuilder("苹果手机").buildScreen("16寸").buildBattery(5000d).buildChip("苹果芯片");}/*** 指导构建oppo手机* @return*/public PhoneBuilder2 buildOppoPhone() {return new ConcreteBuilder("Oppo手机").buildScreen("18寸").buildBattery(6000d).buildChip("华为芯片");}
}

测试类

public class Client {public static void main(String[] args) {Director2 director=new Director2();System.out.println(director.buildAppPhone().getPhone());System.out.println(director.buildOppoPhone().getPhone());}
}

结果

苹果手机{screenSize='16寸', batteryCapacity=5000.0, chipType='苹果芯片'}
Oppo手机{screenSize='18寸', batteryCapacity=6000.0, chipType='华为芯片'}

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