建造者模式

概念

建造者模式是较为复杂的创建型模式,它将客户端与包含多个组成部分的复杂对象的创建过程分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

建造者模式包含以下几个核心模块

Builder(抽象建造者)

它为创建一个产品对象的各个部件指定抽象接口,在该接口中一般声明两类方法,一类方法是buildXXX(),它们用于创建复杂对象的各个部件;另一类方法是getXXX(),它们用于返回复杂对象。Builder既可以是抽象类,也可以是接口。

ConcreteBuilder(具体建造者)

它实现了Builder接口,实现各个部件的具体构造和装配方法,定义并明确它所创建的复杂对象,也可以提供一个方法返回创建好的复杂产品对象。

Product(产品角色)

它是被构建的复杂对象,包含多个组成部件,具体建造者ConcreteBuilder创建该产品的内部表示并定义它的装配过程。

Director(指挥者)

指挥者又称为导演类,它负责安排复杂对象的建造次序,指挥者与抽象建造者之间存在关联关系,可以在其construct()建造方法中调用建造者对象的部件构造与装配方法,完成复杂对象的建造。客户端一般只需要与指挥者进行交互,在客户端确定具体建造者的类型,并实例化具体建造者对象,然后通过指挥者类的构造函数或者Setter方法将该对象传入指挥者类中。

使用场景

当构造一个对象需要很多的参数,并且参数的个数或者类型不固定的时候,通过不同的参数组合,可以构建不同的对象,这时候我们就可以使用建造者模式。

下面是代码示例

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/**
*抽象建造者
*/
public abstract class Builder {
protected Product product = new Product();
public abstract void buildPartA();
public abstract void buildPartB();
public abstract void buildPartC();
public Product getProduct() {
return product;
}
}
/**
*具体建造者
*/
public class ConcreteBuilder extends Builder {
@Override public void buildPartA() {
product.setPartA("PartA");
}
@Override public void buildPartB() {
product.setPartB("PartB");
}
@Override public void buildPartC() {
product.setPartC("PartC");
}
}
/**
*产品角色
*/
public class Product {
private String partA;
private String partB;
private String partC;
public void show() {
System.out.println("Product{" +
"partA='" + partA + '\'' +
", partB='" + partB + '\'' +
", partC='" + partC + '\'' +
'}');
}
public String getPartA() {
return partA;
}
public void setPartA(String partA) {
this.partA = partA;
}
public String getPartB() {
return partB;
}
public void setPartB(String partB) {
this.partB = partB;
}
public String getPartC() {
return partC;
}
public void setPartC(String partC) {
this.partC = partC;
}
}
/**
*指挥者
*/
public class Director {
private Builder builder = new ConcreteBuilder();
public Product productFirst() {
builder.buildPartA();
builder.buildPartC();
return builder.getProduct();
}
public Product productSecond() {
builder.buildPartB();
builder.buildPartC();
return builder.getProduct();
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Director director = new Director();
Product productFirst = director.productFirst();
Product productSecond = director.productSecond();
productFirst.show();
productSecond.show();
}
}

从代码中可以看出,我们构建了produtFirst和productSecond两种产品,是通过partA,partB和partC不同的组合实现的。

builder模式在Android中的实际运用:AlertDialog

AlertDialog的使用

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private void showDialog(Context context) {
AlertDialog.Builder builder = new AlertDialog.Builder(context);
builder.setIcon(R.drawable.icon);
builder.setTitle("Title");
builder.setMessage("Message");
builder.setPositiveButton("Button1",
new DialogInterface.OnClickListener() {
public void onClick(DialogInterface dialog, int whichButton) {
setTitle("点击了对话框上的Button1");
}
});
builder.setNeutralButton("Button2",
new DialogInterface.OnClickListener() {
public void onClick(DialogInterface dialog, int whichButton) {
setTitle("点击了对话框上的Button2");
}
});
builder.setNegativeButton("Button3",
new DialogInterface.OnClickListener() {
public void onClick(DialogInterface dialog, int whichButton) {
setTitle("点击了对话框上的Button3");
}
});
builder.create().show(); // 构建AlertDialog, 并且显示
}

AlertDialog的源码

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// AlertDialog
public class AlertDialog extends Dialog implements DialogInterface {
// Controller, 接受Builder成员变量P中的各个参数
private AlertController mAlert;
// 构造函数
protected AlertDialog(Context context, int theme) {
this(context, theme, true);
}
// 4 : 构造AlertDialog
AlertDialog(Context context, int theme, boolean createContextWrapper) {
super(context, resolveDialogTheme(context, theme), createContextWrapper);
mWindow.alwaysReadCloseOnTouchAttr();
mAlert = new AlertController(getContext(), this, getWindow());
}
// 实际上调用的是mAlert的setTitle方法
@Override
public void setTitle(CharSequence title) {
super.setTitle(title);
mAlert.setTitle(title);
}
// 实际上调用的是mAlert的setCustomTitle方法
public void setCustomTitle(View customTitleView) {
mAlert.setCustomTitle(customTitleView);
}
public void setMessage(CharSequence message) {
mAlert.setMessage(message);
}
// AlertDialog其他的代码省略
// ************ Builder为AlertDialog的内部类 *******************
public static class Builder {
// 1 : 存储AlertDialog的各个参数, 例如title, message, icon等.
private final AlertController.AlertParams P;
// 属性省略
/**
* Constructor using a context for this builder and the {@link AlertDialog} it creates.
*/
public Builder(Context context) {
this(context, resolveDialogTheme(context, 0));
}
public Builder(Context context, int theme) {
P = new AlertController.AlertParams(new ContextThemeWrapper(
context, resolveDialogTheme(context, theme)));
mTheme = theme;
}
// Builder的其他代码省略 ......
// 2 : 设置各种参数
public Builder setTitle(CharSequence title) {
P.mTitle = title;
return this;
}
public Builder setMessage(CharSequence message) {
P.mMessage = message;
return this;
}
public Builder setIcon(int iconId) {
P.mIconId = iconId;
return this;
}
public Builder setPositiveButton(CharSequence text, final OnClickListener listener) {
P.mPositiveButtonText = text;
P.mPositiveButtonListener = listener;
return this;
}
public Builder setView(View view) {
P.mView = view;
P.mViewSpacingSpecified = false;
return this;
}
// 3 : 构建AlertDialog, 传递参数
public AlertDialog create() {
// 调用new AlertDialog构造对象, 并且将参数传递个体AlertDialog
final AlertDialog dialog = new AlertDialog(P.mContext, mTheme, false);
// 5 : 将P中的参数应用的dialog中的mAlert对象中
P.apply(dialog.mAlert);
dialog.setCancelable(P.mCancelable);
if (P.mCancelable) {
dialog.setCanceledOnTouchOutside(true);
}
dialog.setOnCancelListener(P.mOnCancelListener);
if (P.mOnKeyListener != null) {
dialog.setOnKeyListener(P.mOnKeyListener);
}
return dialog;
}
}
}

可以看到,通过Builder来设置AlertDialog中的title, message, button等参数,这些参数都存储在类型为AlertController.AlertParams的成员变量P中,AlertController.AlertParams中包含了与之对应的成员变量。在调用Builder类的create函数时才创建AlertDialog, 并且将Builder成员变量P中保存的参数应用到AlertDialog的mAlert对象中,即P.apply(dialog.mAlert)代码段。我们看看apply函数的实现 :

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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));
}
}
if (mMessage != null) {
dialog.setMessage(mMessage);
}
if (mPositiveButtonText != null) {
dialog.setButton(DialogInterface.BUTTON_POSITIVE, mPositiveButtonText,
mPositiveButtonListener, null);
}
if (mNegativeButtonText != null) {
dialog.setButton(DialogInterface.BUTTON_NEGATIVE, mNegativeButtonText,
mNegativeButtonListener, null);
}
if (mNeutralButtonText != null) {
dialog.setButton(DialogInterface.BUTTON_NEUTRAL, mNeutralButtonText,
mNeutralButtonListener, null);
}
if (mForceInverseBackground) {
dialog.setInverseBackgroundForced(true);
}
// For a list, the client can either supply an array of items or an
// adapter or a cursor
if ((mItems != null) || (mCursor != null) || (mAdapter != null)) {
createListView(dialog);
}
if (mView != null) {
if (mViewSpacingSpecified) {
dialog.setView(mView, mViewSpacingLeft, mViewSpacingTop, mViewSpacingRight,
mViewSpacingBottom);
} else {
dialog.setView(mView);
}
}
}

实际上就是把P中的参数挨个的设置到AlertController中, 也就是AlertDialog中的mAlert对象。从AlertDialog的各个setter方法中我们也可以看到,实际上也都是调用了mAlert对应的setter方法。在这里,Builder同时扮演了上文中提到的builder、ConcreteBuilder、Director的角色,简化了Builder模式的设计。

builder模式的优点

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。

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

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“。

builder模式的缺点

  1. 建造者模式所创建的产品具有较多的共同点,其组成部分相似,如果产品之间的差异性很大,不适合使用建造者模式,因此其使用范围受到一定的限制

  2. 如果产品的内部变化复杂,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,增加系统的理解难度和运行成本。