建造者模式（Java与Kotlin版）

Posted 2020-09-28

 

前文推送

设计模式

简单工厂模式（Java与Kotlin版）

工厂方法模式（Java与Kotlin版）

抽象工厂模式（Java与Kotlin版）

 

Kotlin基础知识

Kotlin入门第一课：从对比Java开始

Kotlin入门第二课：集合操作

Kotlin入门第三课：数据类型

初次尝试用Kotlin实现Android项目

 

1. 定义

建造者模式(Builder Pattern)：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。

 

2. 结构

Product：产品角色；

Director：指挥者，利用具体建造者创建产品；

AbstractBuilder：抽象建造者，定义抽象的建造方法；

ConcreteBuilder：具体建造者，实现建造方法；

 

3. 代码

3.1 Java

Product：

 1 class Product {
 2     private String name;
 3     private int price;
 4 
 5     public void setName(String name_arg) {
 6         name = name_arg;
 7     }
 8 
 9     public void setPrice(int price_arg) {
10         price = price_arg;
11     }
12 
13     public void show() {
14         System.out.println("名字: " + name + ", 价格： " + price);
15     }
16 }

除了两个属性的set方法，还定义了一个打印属性的show方法。

Director：

 1 class Director {
 2     AbstractBuilder builder;
 3 
 4     public void setBuilder(AbstractBuilder builder_arg) {
 5         builder = builder_arg;
 6     }
 7 
 8     public Product construct() {
 9         builder.buildName();
10         builder.buildPrice();
11 
12         return builder.getProduct();
13     }
14 }

通过设置的建造者，创建产品实例并返回。

AbstractBuilder：

1 abstract class AbstractBuilder {
2     abstract public void buildName();
3     abstract public void buildPrice();
4     abstract public Product getProduct();
5 }

定义了三个抽象方法，用于设置产品属性及获取实例。

ConcreteBuilder1与ConcreteBuilder2：

 1 class ConcreteBuilder1 extends AbstractBuilder {
 2     private Product product;
 3 
 4     public ConcreteBuilder1() {
 5         product = new Product();
 6     }
 7 
 8     public void buildName() {
 9         product.setName("套餐1");
10     }
11 
12     public void buildPrice() {
13         product.setPrice(1);
14     }
15 
16     public Product getProduct() {
17         return product;
18     }
19 }

 1 class ConcreteBuilder2 extends AbstractBuilder {
 2     private Product product;
 3 
 4     public ConcreteBuilder2() {
 5         product = new Product();
 6     }
 7 
 8     public void buildName() {
 9         product.setName("套餐2");
10     }
11 
12     public void buildPrice() {
13         product.setPrice(2);
14     }
15 
16     public Product getProduct() {
17         return product;
18     }
19 }

具体建造者，实现产品的创建。

测试代码：

 1 public class BuilderPattern {
 2     public static void main(String[] args) {
 3         System.out.println("Builder Pattern");
 4 
 5         Product product;
 6 
 7         Director director = new Director();
 8 
 9         AbstractBuilder builder1 = new ConcreteBuilder1();
10         director.setBuilder(builder1);
11         product = director.construct();
12         product.show();
13 
14         AbstractBuilder builder2 = new ConcreteBuilder2();
15         director.setBuilder(builder2);
16         product = director.construct();
17         product.show();
18     }
19 }

输出：

 

 

3.2 Kotlin

Product：

 1 class Product {
 2     private var name: String? = null
 3     private var price: Int = 0
 4 
 5     fun setName(name_arg : String) {
 6         name = name_arg
 7     }
 8 
 9     fun setPrice(price_arg : Int) {
10         price = price_arg
11     }
12 
13     fun show() {
14         println("名字: $name, 价格： $price")
15     }
16 }

Director：

 1 class Director {
 2     private var builder: AbstractBuilder? = null
 3 
 4     fun setBuilder(builder_arg: AbstractBuilder) {
 5         builder = builder_arg
 6     }
 7 
 8     fun construct(): Product {
 9         builder?.buildName()
10         builder?.buildPrice()
11 
12         return builder!!.getProduct()
13     }
14 }

AbstractBuilder：

1 abstract class AbstractBuilder {
2     abstract fun buildName()
3     abstract fun buildPrice()
4     abstract fun getProduct(): Product
5 }

ConcreteBuilder1与ConcreteBuilder2：

 1 class ConcreteBuilder1 : AbstractBuilder() {
 2     private val product: Product
 3 
 4     init {
 5         product = Product()
 6     }
 7 
 8     override fun buildName() {
 9         product.setName("套餐1")
10     }
11 
12     override fun buildPrice() {
13         product.setPrice(1)
14     }
15 
16     override fun getProduct(): Product {
17         return product
18     }
19 }

 1 class ConcreteBuilder2 : AbstractBuilder() {
 2     private val product: Product
 3 
 4     init {
 5         product = Product()
 6     }
 7 
 8     override fun buildName() {
 9         product.setName("套餐2")
10     }
11 
12     override fun buildPrice() {
13         product.setPrice(2)
14     }
15 
16     override fun getProduct(): Product {
17         return product
18     }
19 }

测试代码：

 1 fun main(array: Array<String>) {
 2     println("Builder Pattern")
 3 
 4     var product: Product? = null
 5 
 6     val director = Director()
 7 
 8     val builder1 = ConcreteBuilder1()
 9     director.setBuilder(builder1)
10     product = director.construct()
11     product.show()
12 
13     val builder2 = ConcreteBuilder2()
14     director.setBuilder(builder2)
15     product = director.construct()
16     product.show()
17 }

输出同上。

 

4. 优缺点

4.1 优点

在建造者模式中， 客户端不必知道产品内部组成的细节，将产品本身与产品的创建过程解耦，使得相同的创建过程可以创建不同的产品对象；

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 ；

可以更加精细地控制产品的创建过程 。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，也更方便使用程序来控制创建过程；

增加新的具体建造者无须修改原有类库的代码，指挥者类针对抽象建造者类编程，系统扩展方便，符合“开闭原则”。

 

4.2 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。

 

5. 适用场景

需要生成的产品对象有复杂的内部结构，这些产品对象通常包含多个成员属性；

需要生成的产品对象的属性相互依赖，需要指定其生成顺序；

对象的创建过程独立于创建该对象的类。在建造者模式中引入了指挥者类，将创建过程封装在指挥者类中，而不在建造者类中；

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。