在软件开发过程中，我们经常遇到创建具有众多属性的对象变得令人生畏的场景。构造函数混乱会降低代码的可读性。这正是构建器模式的闪光点。构建器模式是一种创建型设计模式，它将复杂对象的构造与其表示分离，提供了一种更清晰、更灵活的对象创建方法。
Builder模式的优点
在我们深入编码之前，让我们快速回顾一下利用构建器模式的优势：
- 灵活性——通过将构造过程与实际对象表示解耦，构建器模式允许我们创建具有不同配置的对象，而不会因多个构造函数或设置器而使我们的代码库混乱
- 可读性——Builder模式提供了流畅的接口，使我们的代码更具可读性；这使我们和其他开发人员能够一目了然地了解复杂对象的构造过程。
- 不变性——构建完成后，构建者可以通过创建不可变对象来强制不变性；这确保了线程安全并防止意外修改。
现在，让我们卷起袖子深入研究代码。经典构建器模式
在 Builder 模式的经典实现中，我们创建一个单独的Builder内部类。该内部类包含设置构造对象的每个属性的方法。这种结构化方法有利于顺序配置过程，确保清晰度和易用性。此外，它还增强了代码组织和可读性，使其更易于理解和维护：
public class Post {
private final String title;
private final String text;
private final String category;
Post(Builder builder) {
this.title = builder.title;
this.text = builder.text;
this.category = builder.category;
}
public String getTitle() {
return title;
}
public String getText() {
return text;
}
public String getCategory() {
return category;
}
public static class Builder {
private String title;
private String text;
private String category;
public Builder title(String title) {
this.title = title;
return this;
}
public Builder text(String text) {
this.text = text;
return this;
}
public Builder category(String category) {
this.category = category;
return this;
}
public Post build() {
return new Post(this);
}
}
}
|
在构建器类中，我们声明了外部类包含的同一组字段。Builder类提供了流畅的方法来设置 Post 的每个属性。此外，它还包含一个build()方法来创建Post实例。现在，我们可以使用Builder创建一个新对象：
Post post = new Post.Builder()
.title("Java Builder Pattern")
.text("Explaining how to implement the Builder Pattern in Java")
.category("Programming")
.build();
|
通用构建器模式
在 Java 8 中，lambda 表达式和方法引用开辟了新的可能性，包括更通用的构建器模式形式。我们的实现引入了一个GenericBuilder类，它可以利用泛型构造各种类型的对象：
public class GenericBuilder<T> {
private final Supplier<T> supplier;
private GenericBuilder(Supplier<T> supplier) {
this.supplier = supplier;
}
public static <T> GenericBuilder<T> of(Supplier<T> supplier) {
return new GenericBuilder<>(supplier);
}
public <P> GenericBuilder<T> with(BiConsumer<T, P> consumer, P value) {
return new GenericBuilder<>(() -> {
T object = supplier.get();
consumer.accept(object, value);
return object;
});
}
public T build() {
return supplier.get();
}
}
|
此类遵循流畅的接口，从of()方法开始创建初始对象实例。然后，with()方法使用 lambda 表达式或方法引用设置对象属性。GenericBuilder提供了灵活性和可读性，使我们能够简洁地构造每个对象，同时确保类型安全。该模式展示了 Java 8 的表达能力，是复杂构建任务的优雅解决方案。
然而，一个很大的缺点是该解决方案基于类设置器。这意味着我们的属性不能再像前面的示例那样是最终的，从而失去了构建器模式提供的不变性。
对于下一个示例，我们将创建一个新的GenericPost类，其中包含默认的无参数构造函数、getter 和 setter：
public class GenericPost {
private String title;
private String text;
private String category;
// getters and setters
}
|
现在，我们可以使用GenericBuilder创建一个GenericPost：Post post = GenericBuilder.of(GenericPost::new)
.with(GenericPost::setTitle, "Java Builder Pattern")
.with(GenericPost::setText, "Explaining how to implement the Builder Pattern in Java")
.with(GenericPost::setCategory, "Programming")
.build();
|
Lombok Builder
Lombok是一个库，它通过自动生成 getter、setter、equals、hashCode 甚至构造函数等常用方法来简化 Java 代码。
Lombok 最受赞赏的功能之一是它对构建器模式的支持。通过使用@Builder注释一个类，Lombok 生成一个具有用于设置属性的流畅方法的构建器类。此注释消除了手动构建器类实现的需要，显着减少了冗长
要使用 Lombok，我们需要从Maven 中央存储库导入依赖项：
<dependency>
<groupId>org.projectlombok</groupId>
<artifactId>lombok</artifactId>
<version>1.18.32</version>
</dependency>
|
现在，我们可以使用@Builder注释创建一个新的LombokPost类：@Builder
@Getter
public class LombokPost {
private String title;
private String text;
private String category;
}
|
我们还使用@Setter和@Getter注释来避免样板代码。然后我们可以使用开箱即用的构建器模式来创建新对象：LombokPost lombokPost = LombokPost.builder()
.title("Java Builder Pattern")
.text("Explaining how to implement the Builder Pattern in Java")
.category("Programming")
.build();
|