Java设计模式(十六)：生成器设计模式

傷城~ 2022-03-29 09:58 190阅读 0赞

# 1.应用场景 #

在软件的设计中，我们可能经常会遇到需要构建某个复杂的对象（比如在游戏开发中，进行人物角色的构建），建造该对象的“过程”是稳定的（对于一个人设来都有身体，脸，发型，手脚等），而具体建造的“细节”是不同的（每个人设的身体，脸等各有千秋）。但对于用户来讲，我才不管这些，我只想告诉你，我现在需要某个对象（拥有某特征的人物角色），于是你就创建一个给我就行了。

如果你需要将一个复杂对象的 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的意图时，我们需要应用于一个设计模式，“建造者（Builder）模式”，又叫生成器模式。建造者模式可以将一个产品的内部表象与产品的生产过程分割开来，从而可以使一个建造过程生成具有不同的内部表象的产品对象。如果我们使用了建造者模式，那么用户就只需指定需要建造的类型就可以得到它们，而具体建造的过程和细节就不需要知道了

# 2. 概念 #

封装一个对象的构造过程，并允许按步骤构造。

# 3. Class Diagram #

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzIxMTI1MTgz_size_16_color_FFFFFF_t_70]

*  Builder：是为创建一个Product对象的各个部件指定的抽象接口。
 *  ConcreteBuilder：实现Builder的接口以构造和装配该产品的各个部件。
 *  Director：构建一个使用Builder接口的对象。
 *  Product：表示被构建的复杂对象。

# 4. Implementation #

public class AbstractStringBuilder { 
        protected char[] value;
    
        protected int count;
    
        public AbstractStringBuilder(int capacity) { 
            count = 0;
            value = new char[capacity];
        }
    
        public AbstractStringBuilder append(char c) { 
            ensureCapacityInternal(count + 1);
            value[count++] = c;
            return this;
        }
    
        private void ensureCapacityInternal(int minimumCapacity) { 
            // overflow-conscious code
            if (minimumCapacity - value.length > 0)
                expandCapacity(minimumCapacity);
        }
    
        void expandCapacity(int minimumCapacity) { 
            int newCapacity = value.length * 2 + 2;
            if (newCapacity - minimumCapacity < 0)
                newCapacity = minimumCapacity;
            if (newCapacity < 0) { 
                if (minimumCapacity < 0) // overflow
                    throw new OutOfMemoryError();
                newCapacity = Integer.MAX_VALUE;
            }
            value = Arrays.copyOf(value, newCapacity);
        }
    }
    
    public class StringBuilder extends AbstractStringBuilder { 
        public StringBuilder() { 
            super(16);
        }
    
        @Override
        public String toString() { 
            // Create a copy, don't share the array
            return new String(value, 0, count);
        }
    }
    
    public class Client { 
        public static void main(String[] args) { 
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            final int count = 26;
            for (int i = 0; i < count; i++) { 
                sb.append((char) ('a' + i));
            }
            System.out.println(sb.toString());
        }
    }
    
    运行结果：
    abcdefghijklmnopqrstuvwxyz

# 5. 优点和缺点 #

## 5.1 优点 ##

*  将一个复杂对象的创建构成封装起来。
 *  允许对象通过多个步骤来创建，并且可以改变过程（这和只有一个步骤的工厂模式不同）
 *  想客户隐藏产品内部的实现
 *  产品的实现可以被替换，因为可只看到一个抽象的接口。

## 5.2 用途和缺点 ##

*  经常用来创建组合结构。
 *  与工厂模式相比，采用生成器模式创建对象的客户，需要更多的领域知识。

# 6. JDK #

*  [java.lang.StringBuilder][]
 *  [java.nio.ByteBuffer][]
 *  [java.lang.StringBuffer][]
 *  [java.lang.Appendable][]
 *  [Apache Camel builders][]

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzIxMTI1MTgz_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20220329/2a8b67894fc24d73b8b1f24b83ff882d.png
[java.lang.StringBuilder]: http://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/lang/StringBuilder.html
[java.nio.ByteBuffer]: http://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/nio/ByteBuffer.html#put-byte-
[java.lang.StringBuffer]: http://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/lang/StringBuffer.html#append-boolean-
[java.lang.Appendable]: http://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/lang/Appendable.html
[Apache Camel builders]: https://github.com/apache/camel/tree/0e195428ee04531be27a0b659005e3aa8d159d23/camel-core/src/main/java/org/apache/camel/builder