設計模式 --建類神器之建造者模式

時間 2020-08-17

標籤設計模式神器建造者简体版

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前言

咱們都知道設計模式分爲建立型，結構型和行爲型。建立型有，單例模式，工廠模式，建造者模式和原型模式。設計模式

今天，咱們再來學習另一個比較經常使用的建立型設計模式，Builder 模式，中文翻譯爲建造者模式或者構建者模式，也有人叫它生成器模式。函數

不少博客總結的關於建造者模式的做用是：建立複雜對象的時候，用建造者模式可使客戶端沒必要知道產品內部組成的細節。 這雖然是一個很重要的特徵，可是還有一個特徵以及做用不少人都並不知道。咱們接下來就來好好的探討一番。學習

建造者模式的做用

在平時的開發中，建立一個對象最經常使用的方式是，使用 new 關鍵字調用類的構造函數來完成。雖然這是最簡單最經常使用的，可是咱們仔細想想真的是全部場景都適用嗎？ui

場景分析

有以下的一個場景：
  有一個工廠類，這個工廠類有以下幾個成員變量：
      1. 工廠名字
      2. 工廠員工列表
      3. 工廠設備列表

要想讓這個工廠正常的運行，這3個成員變量必須被正確賦值。那麼此時，咱們最多見的方法就是在構造方法中實現這些成員變量的賦值。this

當成員變量很少的時候，像上訴說的3個，這樣並無什麼問題，可是當成員變量變成6個，12個甚至更多，那繼續沿用如今的設計思路，構造函數的參數列表會變得很長，代碼在可讀性和易用性上都會變差。在使用構造函數的時候，咱們就容易搞錯各參數的順序，傳遞進錯誤的參數值，致使很是隱蔽的 bug。翻譯

解決辦法

解決這個問題的辦法你應該也已經想到了，那就是用 set() 函數來給成員變量賦值，以替代冗長的構造函數。咱們將必填的成員變量，放在咱們的構造方法中，強制建立類對象的時候就要填寫。將其餘不是必填的成員變量咱們經過 set() 函數來設置，讓使用者自主選擇填寫或者不填寫。設計

這樣代碼在可讀性和易用性上提升了不少。code

引入構造模式

當咱們的以下幾個需求的時候，上訴使用set()函數的設計思路可能就不太知足了對象

咱們剛剛說的，將必填的成員變量放到構造方法。若是必填項不少，那構造方法又會出現咱們以前說的那個問題。可是，若是咱們把必填項也經過 set() 方法設置，那校驗這些必填項是否已經填寫的邏輯就無處安放了。
除此以外，假設配置項之間有必定的依賴關係，好比，若是用戶設置了員工列表，就必須顯式地設置員工工資；或者配置項之間有必定的約束條件，好比，員工和工資必須一一對應。若是咱們繼續使用如今的設計思路，那這些配置項之間的依賴關係或者約束條件的校驗邏輯就無處安放了。
若是咱們但願這個工廠類對象某些屬性如name是不可變的，也就是說，對象在建立好以後，就不能再修改這些內部的屬性值。要實現這個功能，咱們就不能在外部暴露 set() 方法。

爲了解決這些問題，建造者模式就派上用場了。繼承

使用建造者來實現咱們的需求

咱們能夠把校驗邏輯放置到 Builder 類中，先建立建造者，而且經過 set() 方法設置建造者的變量值，而後在使用 build() 方法真正建立對象以前，作集中的校驗，校驗經過以後纔會建立對象。除此以外，咱們把 Factory 的構造函數改成 private 私有權限。這樣咱們就只能經過建造者來建立 Factory 類對象。而且，Factory 沒有爲不可變屬性提供任何 set() 方法，這樣咱們建立出來的對象就作到了相對不可。代碼以下：

public class Factory {
  private String factoryName;  //工廠名字
  private List<Integer> employeeIds; //員工列表
  private Map<Integer,Integer> salaryMap; //員工工資
  private List<String> equipmentName; //設備列表

  //私有構造方法
  private Factory(){}
  private Factory(Builder builder) {
    this.factoryName = builder.factoryName;
    this.employeeIds = builder.employeeIds;
    this.salaryMap = builder.salaryMap;
    this.equipmentName = builder.equipmentName;
  }
  //...省略getter方法...

  //咱們將Builder類設計成了Factory的內部類。
  //咱們也能夠將Builder類設計成獨立的非內部類FactoryBuilder。
  public static class Builder {
    private String factoryName;  
    private List<Integer> employeeIds; 
    private Map<Integer,Integer> salaryMap; 
    private List<String> equipmentName; 

    public Factory build() {
      // 校驗邏輯放到這裏來作，包括必填項校驗、依賴關係校驗、約束條件校驗等
      if (StringUtils.isBlank(factoryName)) {
        throw new IllegalArgumentException("...");
      }
      
      for(Integer employeeId : employeeIds){
        if (salaryMap.get(employeeId) == null) {
            throw new IllegalArgumentException("...");
        }
      }
      return new ResourcePoolConfig(this);
    }

    public Builder setFactoryName(String factoryName) {
      if (StringUtils.isBlank(factoryName)) {
        throw new IllegalArgumentException("...");
      }
      this.factoryName = factoryName;
      return this;
    }

    public Builder setEmployeeIds(List<Integer> employeeIds) {
      // 員工不能爲0
      if (employeeIds.size() == 0) {
        throw new IllegalArgumentException("...");
      }
      this.employeeIds = employeeIds;
      return this;
    }

    public Builder setSalaryMap(Map<Integer,Integer> salaryMap) {
      if (salaryMap.size() == 0) {
        throw new IllegalArgumentException("...");
      }
      this.salaryMap = salaryMap;
      return this;
    }

    public Builder setEquipmentName(List<String> equipmentName) {
      // 設備必須大於兩個
      if (equipmentName.siez() < 2) {
        throw new IllegalArgumentException("...");
      }
      this.minIdle = minIdle;
      return this;
    }
  }
}

// 這段代碼會拋出IllegalArgumentException，由於設備只有一臺
List<Integer> employeeIds =  Collections.singletonList(1);
Map<Integer, Integer> salaryMap = Collections.singletonMap(1, 9000);
List<String> equipmentName =  Collections.singletonList("新型設備");
Factory factory = new Factory.Builder()
        .setFactoryName("萬能工廠")
        .setEmployeeIds(employeeIds)
        .setSalaryMap(salaryMap)
        .setEquipmentName(equipmentName)
        .build();