Android编程设计模式之Builder模式实例详解
本文实例讲述了Android编程设计模式之Builder模式。分享给大家供大家参考，具体如下：
一、介绍
Builder模式是一步一步创建一个复杂对象的创建型模式，它允许用户在不知道内部构建细节的情况下，可以更精细的控制对象的构造流程。该模式是为了将构建复杂对象的过程和它的部件解耦，使得构建过程和部件的表示隔离开来。
因为一个复杂的对象有很多大量组成部分，例如车，有车轮、方向盘、发动机，还有各种小零件等，如何将这些部件装配成一辆汽车，这个装配过程很漫长，也很复杂，对于这种情况，为了在构建过程中对外部隐藏实现细节，就可以使用Builder模式将部件和组装过程分离，使得构建过程和部件都可以自由扩展，两者之间的耦合也降到最低。
二、定义
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。
三、使用场景
（1）相同的方法，不同的执行顺序，产生不同的事件结果时。
（2）多个部件或零件，都可以装配到一个对象中，但是产生的运行结果又不相同时。
（3）产品类非常复杂，或者产品类中的调用顺序不同产生了不同的作用，这个时候使用建造者模式非常合适。
（4）当初始化一个对象特别复杂，如参数多，且很多参数都具有默认值时。
四、Builder模式的UML类图
角色介绍：
Product产品类——产品的抽象类；
Builder——抽象Builder类，规范产品的组建，一般是由子类实现具体的组建过程；
ConcreateBuilder——具体的Builder类；
Director——统一组装过程；
五、Builder模式的简单实现
计算机的组装过程较为复杂，并且组装顺序是不固定的，为了易于理解，我们把计算机的组装过程简化为构建主机、设置操作系统、设置显示器3个部分，然后通过Director和具体的Builder来构建计算机对象。
示例代码：
/**
* 计算机抽象类，即Product角色
*/
public abstract class Computer {
protected String mBoard;
protected String mDisplay;
protected String mOS;
protected Computer(){}
/**
* 设置主板
* @param board
*/
public void setBoard(String board){
this.mBoard = board;
}
/**
* 设置显示器
* @param display
*/
public void setDisplay(String display){
this.mDisplay = display;
}
/**
* 设置操作系统
*/
public abstract void setOS();
@Override
public String toString(){
return "Computer [mBoard=" + mBoard + ", mDisplay=" + mDisplay + ", mOS=" + mOS + "]";
}
}
/**
* 具体的Computer类，Macbook
*/
public class Macbook extends Computer {
protected Macbook(){}
@Override
public void setOS() {
mOS = "Mac OS X 10";
}
}
/**
* 抽象Builder类
*/
public abstract class Builder {
/**
* 设置主机
* @param board
*/
public abstract void buildBoard(String board);
/**
* 设置显示器
* @param display
*/
public abstract void buildDisplay(String display);
/**
* 设置操作系统
*/
public abstract void buildOS();
/**
* 创建Computer
* @return
*/
public abstract Computer create();
}
/**
* 具体的Builder类，MacbookBuilder
*/
public class MacbookBuilder extends Builder {
private Computer mComputer = new Macbook();
@Override
public void buildBoard(String board) {
mComputer.setBoard(board);
}
@Override
public void buildDisplay(String display) {
mComputer.setDisplay(display);
}
@Override
public void buildOS() {
mComputer.setOS();
}
@Override
public Computer create() {
return mComputer;
}
}
/**
* Director类，负责构造Computer
*/
public class Director {
Builder mBuilder = null;
public Director(Builder builder){
mBuilder = builder;
}
/**
* 构建对象
* @param board 主板
* @param display 显示器
*/
public void construct(String board, String display){
mBuilder.buildBoard(board);
mBuilder.buildDisplay(display);
mBuilder.buildOS();
}
}
/**
* 测试代码
*/
public class Test {
public static void main(String[] args){
//构建器
Builder builder = new MacbookBuilder();
//Director
Director pcDirector = new Director(builder);
//封装构建过程
pcDirector.construct("英特尔主板","Retina显示器");
//构建计算机，输出相关信息
System.out.println("Computer Info : " + builder.create().toString());
}
}
输出结果：
Computer Info : Computer [mBoard=英特尔主板, mDisplay=Retina显示器, mOS=Mac OS X 10]
上述示例中，通过具体的MacbookBuilder来构建Macbook对象，而Director封装了构建复杂产品对象的过程，对外隐藏构建细节。Builder与Director一起将一个复杂的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对象。
值得注意的是，在现实的开发过程中，Director角色经常会被省略。而直接使用一个Builder来进行对象的组装，这个Builder通常为链式调用，它的关键点是每个setter方法都返回自身，也就是return this，这样就使得setter方法可以链式调用，代码大致如下：
new TestBuilder()
.setA("A")
.create();
通过这种形式不仅去除了Director角色，整个结构也更加简单，也能对Product对象的组装过程有更精细的控制。
六、Builder模式变种——链式调用
示例代码：
public class User {
private final String name; //必选
private final String cardID; //必选
private final int age; //可选
private final String address; //可选
private final String phone; //可选
private User(UserBuilder userBuilder){
this.name=userBuilder.name;
this.cardID=userBuilder.cardID;
this.age=userBuilder.age;
this.address=userBuilder.address;
this.phone=userBuilder.phone;
}
public String getName() {
return name;
}
public String getCardID() {
return cardID;
}
public int getAge() {
return age;
}
public String getAddress() {
return address;
}
public String getPhone() {
return phone;
}
public static class UserBuilder{
private final String name;
private final String cardID;
private int age;
private String address;
private String phone;
public UserBuilder(String name,String cardID){
this.name=name;
this.cardID=cardID;
}
public UserBuilder age(int age){
this.age=age;
return this;
}
public UserBuilder address(String address){
this.address=address;
return this;
}
public UserBuilder phone(String phone){
this.phone=phone;
return this;
}
public User build(){
return new User(this);
}
}
}
需要注意的点：
User类的构造方法是私有的，调用者不能直接创建User对象。
User类的属性都是不可变的。所有的属性都添加了final修饰符，并且在 构造方法中设置了值。并且，对外只提供getters方法。
Builder的内部类构造方法中只接收必传的参数，并且该必传的参数使用了final修饰符。
调用方式：
new User.UserBuilder("Jack","10086")
.age(25)
.address("GuangZhou")
.phone("13800138000")
.build();
相比起前面通过构造函数和setter/getter方法两种方式,可读性更强。唯一可能存在的问题就是会产生多余的Builder对象，消耗内存。然而大多数情况下我们的Builder内部类使用的是静态修饰的(static)，所以这个问题也没多大关系。
关于线程安全
Builder模式是非线程安全的，如果要在Builder内部类中检查一个参数的合法性，必需要在对象创建完成之后再检查
正确示例：
public User build() {
User user = new user(this);
if (user.getAge() > 120) {
throw new IllegalStateException("Age out of range"); // 线程安全
}
return user;
}
错误示例：
public User build() {
if (age > 120) {
throw new IllegalStateException("Age out of range"); // 非线程安全
}
return new User(this);
}
七、用到Builder模式的例子
1、Android中的AlertDialog.Builder
private void showDialog(){
AlertDialog.Builder builder=new AlertDialog.Builder(context);
builder.setIcon(R.drawable.icon);
builder.setTitle("Title");
builder.setMessage("Message");
builder.setPositiveButton("Button1", new DialogInterface.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(DialogInterface dialog, int which) {
//TODO
}
});
builder.setNegativeButton("Button2", new DialogInterface.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(DialogInterface dialog, int which) {
//TODO
}
});
builder.create().show();
}
2、OkHttp中OkHttpClient的创建
OkHttpClient okHttpClient = new OkHttpClient.Builder()
.cache(getCache())
.addInterceptor(new HttpCacheInterceptor())
.addInterceptor(new LogInterceptor())
.addNetworkInterceptor(new HttpRequestInterceptor())
.build();
3、Retrofit中Retrofit对象的创建
Retrofit retrofit = new Retrofit.Builder()
.client(createOkHttp())
.addConverterFactory(GsonConverterFactory.create())
.addCallAdapterFactory(RxJavaCallAdapterFactory.create())
.baseUrl(BASE_URL)
.build();
可见在实际使用中，均省略掉了Director角色，在很多框架源码中，涉及到Builder模式时，大多都不是经典GOF的Builder模式，而是选择了结构更加简单的后者。
八、优缺点
优点：
良好的封装性，使得客户端不需要知道产品内部实现的细节
建造者独立，扩展性强
缺点：
产生多余的Builder对象、Director对象，消耗内存
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希望本文所述对大家Android程序设计有所帮助。
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