Java 8中实现建造者模式 | Baeldung
Java 8中实现建造者模式 | Baeldung
1. 引言
在软件开发的旅程中，我们经常遇到创建具有众多属性的对象的场景，这可能令人生畏。构造函数的混乱使得我们的代码可读性降低。这正是建造者模式大放异彩的地方。建造者模式是一种创建型设计模式，它将复杂对象的构建与其表示分离，提供了一种更干净、更灵活的对象创建方法。
2. 建造者模式的优势
在我们深入编码之前，让我们快速回顾一下使用建造者模式的优势：
- 灵活性 - 通过将构建过程与实际对象表示解耦，建造者模式允许我们以不同的配置创建对象，而不会在我们的代码库中充斥着多个构造函数或设置器
- 可读性 - 建造者模式提供了流畅的接口，使我们的代码更易于阅读；这使我们和其他开发人员能够一目了然地理解复杂对象的构建过程
- 不可变性 - 建造者可以通过在构建完成后创建不可变对象来强制执行不可变性；这确保了线程安全性并防止了意外的修改
现在，让我们挽起袖子深入代码。
3. 经典建造者模式
在建造者模式的经典实现中，我们创建了一个单独的_Builder_内部类。 这个内部类包含设置被构建对象每个属性的方法。这种结构化的方法促进了顺序配置过程，确保了清晰度和易用性。此外，它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);
}
}
}
在建造者类中，我们声明了与外部类相同的字段集。_Builder_类提供了流畅的方法来设置Post的每个属性。此外，它还包括一个_build()_方法来创建_Post_实例。
现在，我们可以使用_Builder_来创建一个新对象：
Post post = new Post.Builder()
.title("Java Builder Pattern")
.text("Explaining how to implement the Builder Pattern in Java")
.category("Programming")
.build();
4. 通用建造者模式
在Java 8中，lambda表达式和方法引用开启了新的可能性，包括建造者模式的更通用形式。我们的实现引入了一个_GenericBuilder_类，它可以通过利用泛型来构建各种类型的对象：
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();
}
}
这个类遵循流畅的接口，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，允许我们简洁地构建每个对象，同时确保类型安全。 这种模式展示了Java 8的表达力，并为复杂的构建任务提供了优雅的解决方案。
然而，一个很大的缺点是这个解决方案基于类设置器。这意味着我们的属性不再像前一个例子那样是final的，因此失去了建造者模式提供的不可变性。
对于我们的下一个例子，我们将创建一个新的_GenericPost_类，包括一个默认的无参数构造函数、getters和setters：
public class GenericPost {
private String title;
private String text;
private String category;
// getters and setters
}
现在，我们可以使用我们的_GenericBuilder_来创建一个_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();
5. Lombok建造者
Lombok是一个通过自动生成诸如getters、setters、equals、hashCode甚至构造函数等常用方法来简化Java代码的库。
Lombok最受赞赏的功能之一是其对建造者模式的支持。通过使用_@Builder_注解一个类，Lombok会生成一个带有流畅方法设置属性的建造者类。 这个注解消除了手动建造者类实现的需要，显著减少了冗余代码。
要使用Lombok，我们需要从Maven中央仓库导入依赖：
`<dependency>`
`<groupId>`org.projectlombok`</groupId>`
`<artifactId>`lombok`</artifactId>`
`<version>`1.18.32`</version>`
`</dependency>`
现在，我们可以使用_@Builder_注解创建一个新的_LombokPost_类：
@Builder
@Getter
public class LombokPost {
private String title;
private String text;
private String category;
}
我们还使用了_@Setter_和_@Getter_注解来避免样板代码。然后我们可以立即使用建造者模式创建新对象：
LombokPost lombokPost = LombokPost.builder()
.title("Java Builder Pattern")
.text("Explaining how to implement the Builder Pattern in Java")
.category("Programming")
.build();
6. 结论
Java 8中的建造者模式提供了简化的对象构建和提高的代码可读性。通过经典、通用和Lombok建造者模式等变体，我们可以针对特定需求定制我们的方法。通过采用这种模式并利用Lombok等工具，我们可以编写更干净、更高效的代码，推动软件开发中的创新和成功。
如常，完整的代码片段可在GitHub上找到。
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