建造者模式(Builder Pattern)

時間 2019-11-07

標籤建造者模式 builder pattern 简体版

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什麼是建造者模式

定義

將一個複雜對象的構建與它的表示分離，使得一樣的構造過程能夠建立不一樣的表示。java

即逐步創建由多個部件組成的對象，每次創建中各部件對外接口一致，但內部實現功能能夠不同，相同的構建過程能夠建立不一樣的對象。android

特色

適用於流程固定（順序不必定固定），但建造的目標不一樣的場景。例如購買電腦，不一樣人對電腦有不一樣的需求，辦公向的，遊戲向的。但都是由機箱、主板、顯卡、電源等組成。又如建造房子，不一樣房子結構不一樣，但都有地基、牆、地板、門窗等等。又如軟件開發，產品經理提出功能需求，技術領導拆分任務，指定具體程序員完成。程序員

適用範例

適用於構建許多字段和嵌套對象組合成的複雜對象。安全

Lots of subclasses create another problem

例如，假設要建造上圖中的 House 。建簡單的房子，只須要建造牆和地板，安裝門窗，並建造一個屋頂。可是，若是你想要建造一個更大，更明亮的房子，後院和其餘設施（如加熱系統，管道和電線）怎麼辦？app

最簡單的解決方案是擴展基類 House 並建立一組子類來覆蓋參數的全部組合。但它會產生不少的子類。任何新參數（例如門廊樣式）都須要增長新的子類。ide

還有另外一種方法不涉及子類。在基類 House 中建立一個巨型構造函數，其中包含控制 house 對象的全部可能參數。這種方法雖然確實消除了對子類的需求，但它產生了另外一個問題。函數

那就是產生了不少未使用的參數，令構造函數變得很難看。如不是全部房子都有雕像和泳池。ui

建造者模式將對象的構造過程拆分，並由專門的 Builder 對象來構造對象。this

該模式將對象構造過程拆分紅一組步驟（buildWalls，buildDoor等）。要建立對象，須要在 Builder 對象中執行相應的步驟，並只調用須要的步驟便可，不須要調用全部步驟。spa

當須要構建產品的各類表示時，某些建造步驟可能須要不一樣的實現。例如，小屋的牆壁能夠用木頭建造，但城堡的牆壁必須用石頭建造。

在這種狀況下，能夠建立多個不一樣的 Builder 實例類，這些 Builder 以不一樣的方式實現同一組構建步驟。而後，能夠在構造過程當中使用這些 Builder 來生成不一樣類型的對象。

例如，假設一個 Builder ，用木頭和玻璃建造一切，第二個用石頭和鐵建造一切，第三個用金和鑽石製造一切。經過調用相同的步驟，能夠得到第一個建築師的常規房屋，第二個建築物的小城堡和第三個建築物的宮殿。

爲了更好的構建複雜對象，也能夠建立 Director 類，將一系列建造步驟封裝到其中，經過調用它來按順序執行一系列建造步驟。它並非必須的，可是將經常使用的建造步驟封裝能夠更好在其餘地方複用。

結構

角色	類別	說明
Builder	抽象的建造者	接口或抽象類，將建造的具體過程交由其子類實現，便於擴展。但全部建造步驟和返回產品函數均在此聲明。
ConcreteBuilder	具體的建造者	能夠有多個，實現 Builder 中的全部建造步驟。不一樣建造者的實現方式能夠不一樣。
Product	具體的產品類	要被建造的較爲複雜的對象。
Director	導演者	定義調用建造步驟的順序。通常不與產品類發生依賴關係，與建造者類直接交互，一般封裝可能被常用的一系列建造步驟。

UML圖

在整個過程當中：

用戶不需瞭解建造過程和細節
用戶只需給出複雜對象的的類型便可建立對象
建造者按流程一步步建立出複雜對象

示例

完整版 - SettingItemView

如上圖所示，設置選項由不少個部分組成，但每次實際使用時，不須要同時啓用全部部分，而是根據使用狀況不一樣，組合不一樣部分，同時一些部分還有前後順序，如點擊事件需先添加了右箭頭才能添加。此類複雜對象可使用建造者模式建立（此處僅用於演示建造者模式。 android 中實際使用時，爲其添加自定義 attr 屬性，在 xml 中直接設置更方便，而且實際應用建造模式時並不須要嚴格建立四個部分，除 Product 外其他三個部分常常混合使用）。

Product — SettingItemView

class SettingItemView(context: Context) : LinearLayout(context) {
		// ... 省略構建函數
    fun addTitle(title: String) {
        settingTitleView.visibility = View.VISIBLE
        settingTitleView.text = title
    }

    fun addRightArrow(isShow: Boolean) {
        settingRightArrow.visibility = View.VISIBLE
        settingRightArrow.visibility = if (isShow) View.VISIBLE else View.GONE
    }

    fun addOnClickListener(listener: View.OnClickListener) {
        if (if (settingRightArrow.visibility != View.VISIBLE) {
            throw IllegalStateException("add click listener should after adding right arrow")
        }
        setOnClickListener(listener)
    }
  	// ... 省略設置函數
}
複製代碼

Builder

interface Builder {
  
    fun reset()

    fun addTitle(title: String)

    fun addRightArrow(isShow: Boolean)

    fun addOnClickListener(listener: View.OnClickListener)

    fun create(): SettingItemView
}
複製代碼

ConcreteBuilder

class ConcreteBuilder(private val context: Context) : Builder {

    private var settingItemView = SettingItemView(context)
  
    override fun reset() {
        settingItemView = SettingItemView(context)
    }

    override fun addTitle(title: String) {
        settingItemView.addTitle(title)
    }

    override fun addRightArrow(isShow: Boolean) {
        settingItemView.addRightArrow(isShow)
    }

    override fun addOnClickListener(listener: View.OnClickListener) {
        settingItemView.addOnClickListener(listener)
    }

    override fun create(): SettingItemView {
        return settingItemView
    }
}
複製代碼

Builder 構建時另外一種經常使用方式是將全部參數記錄下來，在建立時再統一構建並檢查錯誤。

Director

class Director(private val builder: Builder) {

    fun construct() {
        builder.addTitle("帳號與安全")
        builder.addRightArrow(true)
        builder.addOnClickListener(View.OnClickListener {
            Toast.makeText(it.context, "點擊", Toast.LENGTH_SHORT).show()
        })
    }
}
複製代碼

Director 一般只負責調用 Buidler 執行操做，不直接返回產品。

調用

val builder = ConcreteBuilder(context)
val director = Director(builder)
val settingItemView = builder.create()
複製代碼

將生成的 SettingItemView 對象加載到窗口中去後以下圖所示：

簡化版 - AlertDialog

在實際應用中，採用建造模式構建複雜對象時，一般會對建造模式進行必定簡化，大體簡化以下：

直接使用建造者模式建立對象，因此不用再定義一個抽象建造類接口，直接提供一個具體的建造類便可。
建立一個複雜對象時，可能有不少種不一樣的選擇和步驟，能夠去掉導演者，把導演者的功能和客戶的功能結合起來，此時客戶就至關於導演者，它來指導建造器去構建須要的複雜對象。

public class AlertDialog extends Dialog implements DialogInterface {
    // ... 省略若干構造方法
    protected AlertDialog(Context context, @StyleRes int themeResId) {
        this(context, themeResId, true);
    }
    // ... 省略若干設置屬性方法
    public void setView(View view) {
        mAlert.setView(view);
    }
    // 建造者
    public static class Builder {
        // ... 省略
        public Builder setTitle(CharSequence title) {
            P.mTitle = title;
            return this;
        }
        // 建造者中提供建立目標對象的方法
        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;
        }
    }
}
複製代碼

使用建造模式：

val builder = AlertDialog.Builder(context)
builder.setTitle("問題：")
    .setMessage("請問你滿十八歲了嗎?")
    .setIcon(R.mipmap.ic_launcher_round)
    .setCancelable(true)
val dialog = builder.create()
複製代碼

AlertDialog 的建造者模式 AlertDialog.Builder 同時扮演了 Builder、ConcreateBuilder、Director 三個角色。