Java 中的步骤构建器模式：为复杂对象构建打造流畅接口

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别称

流畅构建器

步骤构建器设计模式的意图

Java 中的步骤构建器模式是一种高级技术，用于以清晰灵活的方式创建复杂对象。它非常适合需要仔细分步构建对象的场景。

步骤构建器模式的详细解释及实际案例

实际案例

想象一下，你需要组装一台定制电脑。这个过程涉及多个步骤：选择 CPU、选择主板、添加内存、选择显卡以及安装存储设备。每个步骤都建立在之前的步骤基础上，逐步创建一个功能完整的电脑。这种分步组装过程反映了步骤构建器设计模式，确保每个组件都正确选择并在结构化方式中安装，最终形成满足特定需求和偏好的定制电脑。

简单来说

步骤构建器模式通过一系列定义的步骤，增量构建复杂对象，确保创建过程清晰灵活。

维基百科说

步骤构建器模式是构建器设计模式的一种变体，旨在为分步构建复杂对象提供灵活的解决方案。当对象需要多个初始化步骤时，该模式特别有用，可以逐步完成这些步骤，以确保创建过程清晰灵活。

Java 中步骤构建器模式的编程示例

Java 中的步骤构建器模式是对构建器模式的扩展，它以分步方式引导用户创建对象。该模式通过仅显示可用的下一步方法来改善用户体验，并且在合适的时间构建对象之前不会显示构建方法。

让我们考虑一个Character类，它具有许多属性，例如name、fighterClass、wizardClass、weapon、spell和abilities。

@Getter
@Setter
public class Character {

  private String name;
  private String fighterClass;
  private String wizardClass;
  private String weapon;
  private String spell;
  private List<String> abilities;

  public Character(String name) {
    this.name = name;
  }

  // toString method omitted
}

由于属性数量众多，创建此类的实例可能很复杂。这就是步骤构建器模式大显身手的地方。

我们创建了一个CharacterStepBuilder类，它引导用户创建Character对象。

public class CharacterStepBuilder {

  // Builder steps and methods...

  public static NameStep newBuilder() {
    return new Steps();
  }

  // Steps implementation...
}

CharacterStepBuilder类定义了一系列嵌套接口，每个接口代表构建过程中的一个步骤。每个接口都声明了一个用于下一步的方法，引导用户完成Character对象的构建。

public interface NameStep {
  ClassStep name(String name);
}

public interface ClassStep {
  WeaponStep fighterClass(String fighterClass);
  SpellStep wizardClass(String wizardClass);
}

// More steps...

Steps类实现了所有这些接口，最后构建了Character对象。

private static class Steps implements NameStep, ClassStep, WeaponStep, SpellStep, BuildStep {

  private String name;
  private String fighterClass;
  private String wizardClass;
  private String weapon;
  private String spell;
  private List<String> abilities;

  // Implement the methods for each step...

  @Override
  public Character build() {
    return new Character(name, fighterClass, wizardClass, weapon, spell, abilities);
  }
}

现在，创建Character对象变成了一个引导过程

public static void main(String[] args) {

    var warrior = CharacterStepBuilder
            .newBuilder()
            .name("Amberjill")
            .fighterClass("Paladin")
            .withWeapon("Sword")
            .noAbilities()
            .build();

    LOGGER.info(warrior.toString());

    var mage = CharacterStepBuilder
            .newBuilder()
            .name("Riobard")
            .wizardClass("Sorcerer")
            .withSpell("Fireball")
            .withAbility("Fire Aura")
            .withAbility("Teleport")
            .noMoreAbilities()
            .build();

    LOGGER.info(mage.toString());

    var thief = CharacterStepBuilder
            .newBuilder()
            .name("Desmond")
            .fighterClass("Rogue")
            .noWeapon()
            .build();

    LOGGER.info(thief.toString());
}

控制台输出

12:58:13.887 [main] INFO com.iluwatar.stepbuilder.App -- This is a Paladin named Amberjill armed with a Sword.
12:58:13.889 [main] INFO com.iluwatar.stepbuilder.App -- This is a Sorcerer named Riobard armed with a Fireball and wielding [Fire Aura, Teleport] abilities.
12:58:13.889 [main] INFO com.iluwatar.stepbuilder.App -- This is a Rogue named Desmond armed with a with nothing.