设计模式---建造者模式

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概要

• 设计模式类型：创建型
• 目标问题：创建对象时，参数设置的灵活性问题。(具体看案例)

接下来我们看一个需要改进的案例。

对象创建的优化

现在有个Employee类，你能预想到在开发中可能会出现的问题吗？不一定是业务方面的问题哦。

最初版

|  | public class Employee { |
|  | private String name; |
|  | private String sex; |
|  | private int age; |
|  | private String address; // 住址 |
|  | private String post; // 邮编 |
|  | private String company; // 公司 |
|  | private String department; // 部门 |
|  | public Employee(String name, String sex, int age, |
|  |  String address, String post, String company, |
|  |  String department) { |
|  | this.name = name; |
|  | this.sex = sex; |
|  | if (!("男".equals(sex) || "女".equals(sex))) { |
|  | throw new RuntimeException("输入错误的性别：" + sex); |
|  |  } |
|  | this.age = age; |
|  | if (age <= 1 || age >= 150) { |
|  | throw new RuntimeException("输入错误的年龄：" + age); |
|  |  } |
|  | this.address = address; |
|  | this.post = post; |
|  | if (!postCheck()) { |
|  | throw new RuntimeException("地址(" + address + ")与邮编(" + post + ")不一致"); |
|  |  } |
|  | this.company = company; |
|  | this.department = department; |
|  |  } |
|  | private boolean postCheck() { |
|  | if (address == null/* || ... */) { // 非空check，以及其它的check(省略)，address的post与设置的post是否一致等 |
|  | return false; |
|  |  } |
|  | return true; |
|  |  } |
|  | } |

实际上在业务上并没有过多的问题，最重要的问题就是这个类的使用非常的麻烦。
首先，构造函数只有一个，如果不增加新的构造函数的话无法灵活的传入不同数量的参数。并且为了让其参数的设置变得灵活，我们必须重载非常多种不一样的构造函数，工程量巨大，且枯燥乏味。

为此，我们有了一个新的改进方案。

修改版v1

|  | public class Employee { |
|  | private String name; |
|  | private String sex; |
|  | private int age; |
|  | private String address; // 住址 |
|  | private String post; // 邮编 |
|  | private String company; // 公司 |
|  | private String department; // 部门 |
|  | public Employee() {} |
|  |  |
|  | public void setName(String name) { |
|  | this.name = name; |
|  |  } |
|  |  |
|  | public void setSex(String sex) { |
|  | this.sex = sex; |
|  | if (!("男".equals(sex) || "女".equals(sex))) { |
|  | throw new RuntimeException("输入错误的性别：" + sex); |
|  |  } |
|  |  } |
|  |  |
|  | public void setAge(int age) { |
|  | this.age = age; |
|  | if (age <= 1 || age >= 150) { |
|  | throw new RuntimeException("输入错误的年龄：" + age); |
|  |  } |
|  |  } |
|  |  |
|  | public void setAddress(String address) { |
|  | this.address = address; |
|  |  } |
|  |  |
|  | public void setPost(String post) { |
|  | this.post = post; |
|  | if (!postCheck()) { |
|  | throw new RuntimeException("地址(" + address + ")与邮编(" + post + ")不一致"); |
|  |  } |
|  |  } |
|  |  |
|  | public void setCompany(String company) { |
|  | this.company = company; |
|  |  } |
|  |  |
|  | public void setDepartment(String department) { |
|  | this.department = department; |
|  |  } |
|  |  |
|  | private boolean postCheck() { |
|  | if (address == null/* || ... */) { // 非空check，以及其它的check(省略)，address的post与设置的post是否一致等 |
|  | return false; |
|  |  } |
|  | return true; |
|  |  } |
|  | } |

改成了上述方式后确实使用起来方便不少，不想传入的参数不调用对应的set方法就好了，并且也省去了大量构造方法的定义。但是，依旧有一个问题，我们来看看使用样例。

|  | public static void main(String[] args) { |
|  | Employee e = new Employee(); |
|  |  e.setPost("121-1245-1231"); // 地址(null)与邮编(121-1245-1231)不一致，报错 |
|  | } |

由于设置post的时候对于address属性做了非空判断，所以代码书写时address的设置一定要在post之前，否则就会报错。这无疑增加了项目开发的难度。

既然构造函数麻烦，set也存在一些问题。那我们如何优化Employee对象的创建呢？看下面的样例。

修改版v2

|  | public class Employee { |
|  | private String name; |
|  | private String sex; |
|  | private int age; |
|  | private String address; // 住址 |
|  | private String post; // 邮编 |
|  | private String company; // 公司 |
|  | private String department; // 部门 |
|  | private Employee(Builder builder) { |
|  | this.name = builder.name; |
|  | this.sex = builder.sex; |
|  | this.age = builder.age; |
|  | this.address = builder.address; |
|  | this.post = builder.post; |
|  | this.company = builder.company; |
|  | this.department = builder.department; |
|  |  }; |
|  | public static Builder Builder() { |
|  | return new Builder(); |
|  |  } |
|  | public static class Builder { |
|  | private String name; |
|  | private String sex; |
|  | private int age; |
|  | private String address; // 住址 |
|  | private String post; // 邮编 |
|  | private String company; // 公司 |
|  | private String department; // 部门 |
|  |  |
|  | public Builder name(String name) { |
|  | this.name = name; |
|  | return this; |
|  |  } |
|  | public Builder sex(String sex) { |
|  | this.sex = sex; |
|  | return this; |
|  |  } |
|  | public Builder age(int age) { |
|  | this.age = age; |
|  | return this; |
|  |  } |
|  | public Builder address(String address) { |
|  | this.address = address; |
|  | return this; |
|  |  } |
|  | public Builder post(String post) { |
|  | this.post = post; |
|  | return this; |
|  |  } |
|  | public Builder company(String company) { |
|  | this.company = company; |
|  | return this; |
|  |  } |
|  | public Builder department(String department) { |
|  | this.department = department; |
|  | return this; |
|  |  } |
|  | public Employee build() { |
|  | if (!("男".equals(sex) || "女".equals(sex))) { |
|  | throw new RuntimeException("输入错误的性别：" + sex); |
|  |  } |
|  | if (age <= 1 || age >= 150) { |
|  | throw new RuntimeException("输入错误的年龄：" + age); |
|  |  } |
|  | if (!postCheck()) { |
|  | throw new RuntimeException("地址(" + address + ")与邮编(" + post + ")不一致"); |
|  |  } |
|  | return new Employee(this); |
|  |  } |
|  | private boolean postCheck() { |
|  | if (address == null/* || ... */) { // 非空check，以及其它的check(省略)，address的post与设置的post是否一致等 |
|  | return false; |
|  |  } |
|  | return true; |
|  |  } |
|  |  } |
|  | } |

使用建造者模式优化对象的创建。客户端中对象的创建不再使用new关键字，不需要定义数量繁多的构造函数以应对复杂多变的属性设置，并且也有着set的灵活性又不存在属性设置顺序的依赖。以下是使用样例。

|  | public static void main(String[] args) { |
|  | Employee e = Employee.Builder().name("张三").sex("男").age(35) |
|  |  .post("124-1241-1352").address("江西省南昌市").build(); // 执行成功 |
|  | } |

流式编程的风格使得代码清晰舒爽。

总结

优点

1. 无需定义大量的构造方法。
2. 既有set方法的灵活性，又消除了set可能出现的属性固定顺序设置的问题。
3. 流式编程的风格，代码清晰简洁。

缺点

1. 由于定义了静态内部类Builder，可能会使得系统的类数量激增，影响性能。
2. 代码的理解难度增加。

适用场景

1. 适用于属性很多的类的创建。
2. 适用于对属性设置判断条件复杂的类的创建。尤其是属性设置对于其他属性有依赖的情况。