Day310.建造者模式&适配器模式 -Java设计模式

Posted 2021-07-17 阿昌喜欢吃黄桃

建造者模式

一、 盖房项目需求

1)需要建房子：这一过程为打桩、砌墙、封顶

2)房子有各种各样的，比如普通房，高楼，别墅，各种房子的过程虽然一样，但是要求不要相同的.

3)请编写程序，完成需求.

二、传统方式解决盖房需求

• 思路分析(图解)

• 代码演示

抽象房子类：↓

public abstract class AbstractHouse {
    //打地基
    public abstract void buildBasic();
    //砌墙
    public abstract void buildWalls();
    //封顶
    public abstract void roofed();

    //建造方法
    public void build() { 
        buildBasic(); 
        buildWalls(); 
        roofed();
    }
}

普通房子类：↓

public class CommonHouse extends AbstractHouse {
    @Override
    public void buildBasic() {
        System.out.println(" 普通房子打地基 ");
    }
    @Override
    public void buildWalls() {
        System.out.println(" 普通房子砌墙 ");
    }
    @Override
    public void roofed() {
        System.out.println(" 普通房子封顶 ");
    }
}

主函数：↓

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        CommonHouse commonHouse = new CommonHouse(); 
        commonHouse.build();//调用父类的方法
    }
}

• 传统方式的问题分析

1)优点是 好理解，简单易操作。

2)设计的程序结构，过于简单，没有设计缓存层对象，程序的扩展和维护不好. 也就是说，这种设计方案，把产品(即：房子) 和 创建产品的过程(即：建房子流程) 封装在一起，耦合性增强了。

3)解决方案：将产品和产品建造过程解耦 =>建造者模式

三、建造者模式基本介绍

• 基本介绍

1）建造者模式（Builder Pattern） 又叫生成器模式，是一种对象构建模式。它可以将复杂对象的建造过程抽象出来（抽象类别），使这个抽象过程的不同实现方法可以构造出不同表现（属性）的对象。

2）建造者模式 是一步一步创建一个复杂的对象，它允许用户只通过指定复杂对象的类型和内容就可以构建它们， 用户不需要知道内部的具体构建细节。抽象建造的过程，让具体的实现类去实现各自的建造过程

四、建造者模式的四个角色

• 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。它主要有两个作用，一是：隔离了客户与对象的生产过程，二是：负责控制产品对象的生产过程。

五、建造者模式原理类图

• 需要建房子：

这一过程为打桩、砌墙、封顶。不管是普通房子也好，别墅也好都需要经历这些过程，下面我们使用建造者模式(Builder Pattern)来完成

• 思路分析图解(类图)

• 代码实现

HouseBuilder抽象类：

//抽象的建造者
public abstract class HouseBuilder {
    protected House house = new House();//组合关系
    //将建造的流程写好, 抽象的方法
    public abstract void buildBasic(); 
    public abstract void buildWalls(); 
    public abstract void roofed();

    //建造房子好， 将产品(房子) 返回
    public House buildHouse() { 
        return house;
    }

}

Product产品类：↓

// 产 品 ->Product 
public class House {
    private String baise; 
    private String wall; 
    private String roofed; 
    //省略get()/set()
}

HighBuilding类：↓具体类，实现抽象类

public class HighBuilding extends HouseBuilder {
    @Override
    public void buildBasic() {
        System.out.println(" 高楼的打地基 100 米 ");
    }
    @Override
    public void buildWalls() {
        System.out.println(" 高楼的砌墙 20cm ");
    }
    @Override
    public void roofed() {
        System.out.println(" 高楼的透明屋顶 ");
    }
}

CommonHouse类：↓具体类，实现抽象类

public class CommonHouse extends HouseBuilder {
    @Override
    public void buildBasic() {
        System.out.println(" 普通房子打地基 5 米 ");
    }
    @Override
    public void buildWalls() {
        System.out.println(" 普通房子砌墙 10cm ");
    }
    @Override
    public void roofed() {
        System.out.println(" 普通房子屋顶 ");
    }
}

HouseDirector：↓指挥者，聚合HouseBuilder建造抽象类，依赖建造抽象类的具体实现类

//指挥者，这里去指定制作流程，返回产品
public class HouseDirector {
    HouseBuilder houseBuilder = null;//聚合关系

    //传入方式一：【构造器传入houseBuilder】
    public HouseDirector(HouseBuilder houseBuilder) { //聚合关系：体现构造器
        this.houseBuilder = houseBuilder;
    }

    //传入方式二：【通过 setter传入houseBuilder】
    public void setHouseBuilder(HouseBuilder houseBuilder) { 
        this.houseBuilder = houseBuilder;
    }

    //如何处理建造房子的流程，交给指挥者 
    public House constructHouse() {
        houseBuilder.buildBasic(); 
        houseBuilder.buildWalls(); 
        houseBuilder.roofed();
        return houseBuilder.buildHouse();
    }
}

主函数：↓

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //盖普通房子，【创建具体抽象建造者实现类】
        CommonHouse commonHouse = new CommonHouse();
        //准备创建房子的指挥者，【创建指挥者，传入具体抽象建造者实现类】
        HouseDirector houseDirector = new HouseDirector(commonHouse);
        //完成盖房子，返回产品(普通房子)
        House house = houseDirector.constructHouse();
        System.out.println("--------------------------");
        
        //盖高楼
        HighBuilding highBuilding = new HighBuilding();
        //重置建造者
        houseDirector.setHouseBuilder(highBuilding);
        //完成盖房子，返回产品(高楼) 
        houseDirector.constructHouse();
    }
}

六、建造者模式的注意事项和细节

• 1)客户端(使用程序)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

• 2)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)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

• 4)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”

• 5)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。

• 6)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，因此在这种情况下，要考虑是否选择建造者模式.

• 7)抽象工厂模式 VS 建造者模式

• 抽象工厂模式:

  • 实现对产品家族的创建，一个产品家族是这样的一系列产品：具有不同分类维度的产品组合，采用抽象工厂模式不需要关心构建过程，只关心什么产品由什么工厂生产即可。

• 建造者模式:

  • 是要求按照指定的蓝图建造产品的步骤过程，它的主要目的是通过组装零配件而产生一个新产品
  • 同一对象赋予不同属性

• 工厂模式注重是对产品进行分类，建造者模式注重建造过程

• 不同对象，创建不同 => 工厂模式

• 相同对象，方法实现不同 => 建造者模式

---

适配器模式

一、现实生活中的适配器例子

泰国插座用的是两孔的（欧标），可以买个多功能转换插头 (适配器) ，这样就可以使用了

二、基本介绍

• 1、适配器模式(Adapter Pattern)

  • 将某个类的接口转换成客户端期望的另一个接口表示，主的目的是兼容性，让原本因接口不匹配不能一起工作的两个类可以协同工作。其别名为包装器(Wrapper)

  

• 2、适配器模式属于结构型模式

• 3、分类：

  • 类适配器模式
  • 对象适配器模式
  • 接口适配器模式

三、工作原理

1、适配器模式：将一个类的接口转换成另一种接口.让原本接口不兼容的类可以兼容

2、从用户的角度看不到被适配者，是解耦的

3、用户调用适配器转化出来的目标接口方法，适配器再调用被适配者的相关接口方法

4、收到反馈结果，感觉只是和目标接口交互，如图

四、类适配器模式

1、类适配器模式介绍

基本介绍： Adapter 类，通过继承 src 类，实现 dst 类接口，完成 src->dst 的适配

2、类适配器模式应用实例

• 1)应用实例说明

以生活中充电器的例子来讲解适配器，充电器本身相当于 Adapter，220V 交流电相当于 src (即被适配者)，我们的目 dst(即 目标)是 5V 直流电

• 2)思路分析(类图)

• 3)代码实现

适配接口：↓

//适配接口
public interface IVoltage5V { 
    public int output5V();
}

手机类：↓

public class Phone {
    //充电方法
    public void charging(IVoltage5V iVoltage5V) { 
        if(iVoltage5V.output5V() == 5) {
            System.out.println("电压为 5V, 可以充电~~");
        } else if (iVoltage5V.output5V() > 5) {
            System.out.println("电压大于 5V, 不能充电~~");
        }
    }
}

被适配的类：↓

//被适配的类
public class Voltage220V {
    //输出 220V 的电压
    public int output220V() { 
        int src = 220;
        System.out.println("电压=" + src + "伏");
        return src;
    }
}

适配器类：↓

//适配器类
public class VoltageAdapter extends Voltage220V implements IVoltage5V {
    @Override
    public int output5V() {
        //获取到 220V 电压
        int srcV = output220V();
        int dstV = srcV / 44 ; //转成 5v 
        return dstV;
    }
}

主函数：↓

//主函数
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(" === 类适配器模式 ===="); 
        Phone phone = new Phone();
        phone.charging(new VoltageAdapter());
    }
}

3、 类适配器模式注意事项和细节

1)Java 是单继承机制，所以类适配器需要继承 src 类这一点算是一个缺点, 因为这要求 dst 必须是接口，有一定局限性;

2)src 类的方法在 Adapter 中都会暴露出来，也增加了使用的成本。

3)由于其继承了 src 类，所以它可以根据需求重写 src 类的方法，使得 Adapter 的灵活性增强了。

五、对象适配器模式

1、对象适配器模式介绍

• 1)基本思路和类的适配器模式相同，只是将 Adapter 类作修改，不是继承 src 类，而是持有 src 类的实例，以解决兼容性的问题。 即：持有 src 类，实现 dst 类接口，完成 src->dst 的适配

• 2)根据“合成复用原则”，在系统中尽量使用关联关系（聚合）来替代继承关系。

• 3)对象适配器模式是适配器模式常用的一种

2、对象适配器模式应用实例

• 1)应用实例说明

以生活中充电器的例子来讲解适配器，充电器本身相当于 Adapter，220V 交流电相当于 src (即被适配者)，我们的目 dst(即目标)是 5V 直流电，使用对象适配器模式完成。

• 2)思路分析(类图)：只需修改适配器即可, 如下:

• 3)代码实现

主函数：↓

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(" === 对象适配器模式 ===="); 
        Phone phone = new Phone();
        phone.charging(new VoltageAdapter(new Voltage220V()));
    }
}

适配接口类：↓

//适配接口
public interface IVoltage5V { public int output5V();
}

手机类：↓

public class Phone {
    //充电
    public void charging(IVoltage5V iVoltage5V) {
        if(iVoltage5V.output5V() == 5) {
            System.out.println("电压为 5V, 可以充电~~");
        } else if (iVoltage5V.output5V() > 5) {
            System.out.println("电压大于 5V, 不能充电~~");
        }
    }
}

被适配的类：↓

//被适配的类
public class Voltage220V {
    //输出 220V 的电压，不变
    public int output220V() { 
        int src = 220;
        System.out.println("电压=" + src + "伏");
        return src;
    }
}

适配器类：↓

//适配器类
public class VoltageAdapter	implements IVoltage5V {
    private Voltage220V voltage220V; // 聚合关系
    //通过构造器，传入一个 Voltage220V 实例
    public VoltageAdapter(Voltage220V voltage220v) {
        this.voltage220V = voltage220v;
    }
    @Override
    public int output5V() {
        int dst = 0;
        if(null != voltage220V) {
            int src = voltage220V.output220V();//获取 220V 电压
            dst = src / 44;//转换为5V
        }
        return dst;
    }
}

3、对象适配器模式注意事项和细节

• 1. 对象适配器和类适配器其实算是同一种思想，只不过实现方式不同。

根据合成复用原则，使用组合替代继承， 所以它解决了类适配器必须继承 src 的局限性问题，也不再要求 dst

必须是接口。

• 2)使用成本更低，更灵活。

六、接口适配器模式

1、接口适配器模式介绍

• 1)一些书籍称为：适配器模式(Default Adapter Pattern)或缺省适配器模式。

• 2)核心思路： 当不需要全部实现接口提供的方法时，可先设计一个抽象类实现接口，并为该接口中每个方法提供一个默认实现（空方法,空实现），那么该抽象类的子类可有选择地覆盖父类的某些方法来实现需求

• 3)适用于一个接口不想使用其所有的方法的情况。

2、接口适配器模式应用实例

• 1. android 中的属性动画 ValueAnimator 类可以通过 addListener(AnimatorListener listener)方法添加监听器， 那么常规写法如右：
• 2. 有时候我们不想实现 Animator.AnimatorListener 接口的全部方法，我们只想监听 onAnimationStart，我们会如下写

3、图解

4、代码演示

public interface Interface4 { 
    public void m1();
    public void m2(); 
    public void m3();
    public void m4();
}

//在 AbsAdapter 我们将 Interface4 的方法进行默认实现
public abstract class AbsAdapter implements Interface4 {
    //默认实现，空实现
    public void m1() {}
    
    public void m2() {}
    
    public void m3() {}
    
    public void m4() {}
    
}

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //通过new一个匿名内部类，并实现重写自己需要的方法
        AbsAdapter absAdapter = new AbsAdapter() {
            //只需要去覆盖我们 需要使用 接口方法
            @Override
            public void m1() {
                System.out.println("使用了 m1 的方法");
            }
        };
        absAdapter.m1();
    }
}

七、 适配器模式的注意事项和细节

• 1)三种命名方式，是根据 src 是以怎样的形式给到 Adapter（在 Adapter 里的形式）来命名的。

• 2)三种适配器模式的特点： 被适配的类是通过怎样的方式，关联到Apdapter中

  • 类适配器：以类给到，在 Adapter 里，就是将 src 当做类，继承
  • 对象适配器：以对象给到，在 Adapter 里，将 src 作为一个对象，持有（组合、聚合）
  • 接口适配器：以接口给到，在 Adapter 里，将 src 作为一个接口，实现

• 3)Adapter 模式最大的作用是：

  • 将原本不兼容的接口融合在一起工作。

• 4)实际开发中，实现起来不拘泥于我们讲解的三种经典形式