设计模式-建造者模式

2019-01-21 本文已影响0人小的橘子

定义

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

适用场景

产品具有复杂的内部结构，这些产品对象具备共性
产品的创建需要遵从一定的组建过程

UML类图

设计模式-建造者模式.png

Product: 产品类
Director: 管理类，用于统一产品构建流程
Builder：抽象Builder类，规范产品的组建，一般是由子类实现。
ConcreteBulider: 抽象Builder类的实现类，具体产品每个环节的具体实现，并且提供返回组建好产品

示例

这里以组装电脑为例，电脑由主板，cpu和内存组成。各个厂家组装电脑步骤相同先组装主板，再组装cpu，再组装内存。但不同厂家每个组装具体存在差异。

创建产品类
电脑抽象为Computor类

public class Computer {
    /**
     * 电脑的组成
     */
    private String board;
    private String cpu;
    private String ram;

    public void setBoard(String board) {
        this.board = board;
    }

    public void setCpu(String cpu) {
        this.cpu = cpu;
    }

    public void setRam(String ram) {
        this.ram = ram;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Computer{" +
                "board='" + board + '\'' +
                ", cpu='" + cpu + '\'' +
                ", ram='" + ram + '\'' +
                '}';
    }
}

规范产品的组建并可返回产品对象-抽象Builder类
各个电脑厂家组装电脑过程相同，可将其抽象为Builder类

public abstract class Builder {

    public abstract void buildBoard(String mainboard);

    public abstract void buildCpu(String cpu);

    public abstract void buildRam(String ram);

    public abstract Computer create();
}

具体产品组建-具体的Builder类
具体的电脑厂家例如Lenovo厂(笔者笔记本厂商)，产品的每一步都自己进行了实现

public class LenovoComputorBuilder extends Builder {
    private Computer mComputer = new Computer();

    @Override
    public void buildBoard(String board) {
        mComputer.setBoard(board);
    }

    @Override
    public void buildCpu(String cpu) {
        mComputer.setCpu(cpu);
    }

    @Override
    public void buildRam(String ram) {
        mComputer.setRam(ram);
    }

    @Override
    public Computer create() {
        return mComputer;
    }
}

统一组装过程-Director
电脑组装过程标准管理者，每个电脑厂家都要遵守

public class Director {
    Builder mBuilder;

    public Director(Builder builder) {
        this.mBuilder = builder;
    }

    public void construct(String board, String cpu, String ram) {
        // 规范建造流程
        // 1. 安装board
        // 2. 安装cpu
        // 3. 安装ram
        mBuilder.buildBoard(board);
        mBuilder.buildCpu(cpu);
        mBuilder.buildRam(ram);
    }
}

测试类

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Builder builder = new LenovoComputorBuilder();
        Director director = new Director(builder);
        // 组装电脑
        director.construct("80RQ", "i7-6700HQ", "Samsung");
        // 提取电脑
        Computer computer = builder.create();
        System.out.println(computer);
    }
}

输出结果

Computer{board='80RQ', cpu='i7-6700HQ', ram='Samsung'}

上面例子中通过LenovoComputorBuilder 构建Lenovo Computor，Director封装了构建Computor的具体过程，对外隐藏了构建细节。Builder和Director一起将一个复杂对象的构建与它的表示分离，使得同样的构建可创建不同的对象。假如华硕电脑厂商来组装电脑，其组装过程和Lenovo是相同的，但其具体的每个步骤的组装存在差异，便可创建ASUSComputorBuilder对象制定自己的产品组建规范，最终通过Director传入其builder对象，依然可组装处ASUS的Computor。

实际开发中可能对产品的组建过程并不关心，例如弹出一个Dialog，这个Dialog先设置标题还是先设置Button都没有关系，便可省略Director角色。而是直接通过Builder来进行对象的构建，这个Builder常称为链式调用,关键点在于每个setter方法都返回自身，链式调用代码大致如下:

new ConcreteBuilder().setA("A")
                .setB("B")
                .setC("C")
                .create();

优缺点

优点
1. 易于解耦
  将产品本身与产品创建过程进行解耦，可以使用相同的创建过程来得到不同的产品。也就说细节依赖抽象。
2. 易于精确控制对象的创建
  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
3. 易于拓展
  增加新的具体建造者无需修改原有类库的代码，易于拓展，符合“开闭原则“。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。
缺点
产品的内部构建复杂(例如Lenovo和ASUS，还有各种品牌)，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

Android源码中的Builder模式

最熟悉的就是AlertDialog.Builder。构建AlertDialog(产品类)示例如下

// 1. 创建AlertDialog的Builder
AlertDialog.Builder builder = new AlertDialog.Builder(this);
// 2. 链式调用设置构建细节
builder.setTitle("builder")
        .setIcon(R.drawable.ic_launcher_background)
        .setMessage("content");
// 3. 调用builder的create返回产品对象AlertDialog
AlertDialog dialog = builder.create();
// 4. 显示AlertDialog
dialog.show();

AlerDialog.Builder采用的是链式调用，省略了Director管理类，我们看下其源码实现。
AlertDialog$Builder

public static class Builder {
    private final AlertController.AlertParams P;
    // 将参数设置到AlertController.AlertParms的成员中
    public Builder setTitle(CharSequence title) {
        P.mTitle = title;
        return this;
    }
    public Builder setMessage(CharSequence message) {
        P.mMessage = message;
        return this;
    }
    public Builder setIcon(Drawable icon) {
        P.mIcon = icon;
        return this;
    }
    // create返回AlertDialog对象
    public AlertDialog create() {
        // Context has already been wrapped with the appropriate theme.
        final AlertDialog dialog = new AlertDialog(P.mContext, 0, false);
        P.apply(dialog.mAlert);
        dialog.setCancelable(P.mCancelable);
        if (P.mCancelable) {
            dialog.setCanceledOnTouchOutside(true);
        }
        dialog.setOnCancelListener(P.mOnCancelListener);
        dialog.setOnDismissListener(P.mOnDismissListener);
        if (P.mOnKeyListener != null) {
            dialog.setOnKeyListener(P.mOnKeyListener);
        }
        return dialog;
     }
    ...
}

create方法返回了AlertDialog对象，具体参数设置是在P.apply(dialog.mAlert);代码中，mAlert就是AlertController对象。
AlertController$AlertParams

public static class AlertParams {
       public void apply(AlertController dialog) {
            if (mCustomTitleView != null) {
                dialog.setCustomTitle(mCustomTitleView);
            } else {
                if (mTitle != null) {
                    dialog.setTitle(mTitle);
                }
                if (mIcon != null) {
                    dialog.setIcon(mIcon);
                }
                if (mIconId != 0) {
                    dialog.setIcon(mIconId);
                }
                if (mIconAttrId != 0) {
                    dialog.setIcon(dialog.getIconAttributeResId(mIconAttrId));
                }
            }
            ...
        }
}

apply方法将所有参数设置到了AlertController,AlertDialog的所有产品参数都是交由AlertController，这样一个具体AlertDialog产品类就创造出来了。

参考

建造者模式（Builder Pattern）- 最易懂的设计模式解析
<<Android源码设计模式>>

设计模式-建造者模式

定义

适用场景

UML类图

示例

优缺点

Android源码中的Builder模式

参考

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