Java 《Effective Java 中文版 第2版》学习笔记 遇到多个构造器时要考虑用构建器

Posted 2020-10-08 王景迁

　　静态工厂和构造器有个共同的局限性：它们都不能很好地扩展到大量的可选参数。

　　当一个类中有若干个必选属性和多个可选属性时，采用重叠构造器模式、JavaBeans模式或者Builder模式，但各有优劣。

　　当有很多参数的时候，重叠构造器模式下客户端代码会很难编写，并且仍然较难以阅读。

　　JavaBeans模式调用一个无参构造器来创建对象，然后调用setter方法来设置每个必要的参数，以及每个相关的可选参数。因为构造过程被分到了几个调用中，在构造过程中JavaBean可能处于不一致的状态。与此相关的另一点不足在于，JavaBeans模式阻止了把类做成不可变的可能。

　　Builder模式不直接生成想要的对象，而是让客户端利用所有必要的参数调用构造器（或者静态工厂），得到一个builder对象，然后客户端在builder对象上调用类似于setter的方法，来设置每个相关的可选参数，客户端最后调用无参的build方法来生成不可变的对象。这个builder是它构建的类的静态成员类。

　　下面就是它的示例：

 1 public class NutritionFacts {
 2     private final int servingSize;
 3     private final int servings;
 4     private final int calories;
 5     private final int fat;
 6     private final int sodium;
 7     private final int carbohydrate;
 8 
 9     public static class Builder {
10         // Required parameters
11         private final int servingSize;
12         private final int servings;
13 
14         // Optional parameters - initialized to default values
15         private int calories = 0;
16         private int fat = 0;
17         private int carbohydrate = 0;
18         private int sodium = 0;
19 
20         public Builder(int servingSize, int servings) {
21             this.servingSize = servingSize;
22             this.servings = servings;
23         }
24 
25         public Builder calories(int val) {
26             calories = val;
27             return this;
28         }
29         public Builder fat(int val) {
30             fat = val;
31             return this;
32         }
33         public Builder carbohydrate(int val) {
34             carbohydrate = val;
35             return this;
36         }
37         public Builder sodium(int val) {
38             sodium = val;
39             return this;
40         }
41 
42         public NutritionFacts build() {
43             return new NutritionFacts(this);
44         }
45     }
46 
47     private NutritionFacts(Builder builder) {
48         servingSize = builder.servingSize;
49         servings = builder.servings;
50         calories = builder.calories;
51         fat = builder.fat;
52         sodium = builder.sodium;
53         carbohydrate = builder.carbohydrate;
54     }
55 
56     public static void main(String[] args) {
57         NutritionFacts cocaCola = new NutritionFacts.Builder(240, 8).
58                 calories(100).sodium(35).carbohydrate(27).build();
59     }
60 }

 

　　它在检验约束时将参数从builder拷贝到对象中之后，并在对象域而不是builder域中对它们进行检验。如果违反了任何约束条件，build方法就应该抛出IllegalArgumentException。对多个参数强加约束条件的另一个方法是，用多个setter方法对某个约束条件必须持有的所有参数进行检查。一旦传递了无效的参数，立即就会发现约束条件失败，而不是等着调用build方法。与构造器相比，builder的微略优势在于，builder可以有多个可变参数。构造器就像方法一样，只能有一个可变参数。

　　Java中传统的抽象工厂实现是Class对象，newInstance方法总是企图调用类的无参构造器，这个构造器甚至可能根本不存在。Class.newInstance破坏了编译时的异常检查。Builder模式也存在不足。为了创建对象，必须先创建它的构建器。在十分注重性能的情况下，可能就成问题了。Builder模式还比重叠构造器模式更加冗长，因此它只在有很多参数的时候才使用，比如4个或者更多个参数。通常最好一开始就使用构建器。

　　如果类的构造器或者静态工厂中具有多个参数，设计这种类时，Builder模式就是种不错的选择，特别是当大多数参数都是可选的时候。与使用传统的重叠构造器模式相比，使用Builder模式的客户端代码将更易于阅读和编写，构建器也比JavaBeans更加安全。

 

　　参考资料

　　《Effective Java 中文版 第2版》 P9-13