Builder模式 初体验

 

    看来Java构造器模式，决定动手体验下。构造器模式是什么？干什么用的？推荐大家看下ITEYE的一篇文章 
    http://www.iteye.com/topic/71175 
    了解构造器模式对于系统的重构，也是很有帮助的。例如，可以优化多构造器类的设计。 
    首先，我先寻找一个应用场景。拿民工和设计师来写固然可以，但觉得有点类似写Hello word的感觉。学习编程语言和设计模式，很多时候只有将学到的东西和实际应用结合起来的时候，才会深入体会，获取精髓。 
     Effective Java里说，当遇到多个构造器参数时，考虑用构造器模式。里面有个商品的例子。这让我想到了熟悉的学生信息管理系统。 
     拿研究生来说吧，入学考试后先进行面试和体检，然后是录取，最后是入学分班。这几个阶段对学生的信息需求是不一样的。 

我们首先基于以下假设： 
    1、体检时只需要知道我们的姓名、性别、年龄和身高等信息。 
    2、录取的时候，需要在体检基本信息的基础上添加院系、年级等信息。 
    3、入学分班后，需要添加班号（班级编号）等信息。 
    4、正式开学后，为了便于管理，又需要完善身份证、学号、实验室名称和宿舍地址等信息。 
    
   好吧，现在我们动手写这个学生信息管理系统。先要创建一个名为Student的类，为了满足4个阶段创建用户信息的需要 

，我们可能需要4个构造函数。 

package com.icecode.data;

public class Student {
    private String name;
    private int age;
    private int height;
    private int sex; //0表示男性，1表示女性，其它值非法


    private String schoolName;
    private String profession;
    //要求分班的时候，名字相同的同学不能分配到一个班级
    private int gradeNo;//年级编号

    //扩展信息
    private String idCard;//身份证号
    private String stuNo;//学号
    private String labName;//实验室名称
    private String dormitoryAddress;//宿舍地址
    /**
     *  创建一个基本学生信息 ，例如在研究生入学体检时，不需要专业、年级信息，
     *  因此，可以只适用必须的参数创建一个基本信息
     * @param name
     * @param age
     * @param height
     * @param sex
     */
    public Student(String name, int age, int height, int sex) {
        super();
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.height = height;
        this.sex = sex;
    }

    /**
     * 创建一个基本学生信息 ，研究生正式录取后，学校的学生信息管理系统需要学生基本信息
     * @param name
     * @param age
     * @param height
     * @param sex
     * @param schoolName
     * @param profession
     */
    public Student(String name, int age, int height, int sex,
            String schoolName, String profession) {
        super();
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.height = height;
        this.sex = sex;
        this.schoolName = schoolName;
        this.profession = profession;
    }
    /**
     * 开学了，为了教学方便，学校进行了分班，同时要求在创建分班的时候，
     * 要求名字相同不分到同一个班级
     * @param name
     * @param age
     * @param height
     * @param sex
     * @param schoolName
     * @param profession
     * @param gradeNo
     * @throws Exception
     */
    public Student(String name, int age, int height, int sex,
            String schoolName, String profession, int gradeNo) throws Exception {
        super();
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.height = height;
        this.sex = sex;
        this.schoolName = schoolName;
        this.profession = profession;
        this.gradeNo = gradeNo;
        if(isValidStudent() == false)
            throw new Exception("不合法的学生信息，同名的学生不能分到同一个班级...");
    }

    /**
     * 学生信息合法性校验
     * @return
     */
    public boolean isValidStudent(){
        boolean flag = true;
        //TODO 进行用户信息合法性校验
        return flag;
    }

    public Student(String name, int age, int height, int sex,
            String schoolName, String profession, int gradeNo, String idCard,
            String stuNo, String labName, String dormitoryAddress) {
        super();
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.height = height;
        this.sex = sex;
        this.schoolName = schoolName;
        this.profession = profession;
        this.gradeNo = gradeNo;
        this.idCard = idCard;
        this.stuNo = stuNo;
        this.labName = labName;
        this.dormitoryAddress = dormitoryAddress;
    }

}

    当然，以上这个Student类，可以就创建一个构造器，当然这个构造器必须是参数最多的那个。但是这样，编写体检中心信息管 

理的程序员不愿意了，它不愿意使用一个需要这么多参数的构造器，因为对他有用的参数就4个。其它模块的程序可能也不大高兴， 

因为他们也不愿意使用这样的构造器。同时，如果学校的某个部门突然提出需要其它一些学生信息，比如说学生的4、6级成绩，这 

个看似通用的构造器就不适用了，而且修改该构造器代价很大。其它模块的程序员都得配合。 
     也许有人会问，为什么不使用JavaBean使用的Set方法呢？这种方法有一个缺陷，因为构造过程被分配到了几个调用中，在构 

造过程中JavaBean可能处于不一致状态。类无法仅仅通过检验构造器参数的有效性来保证一致性。（引用：《Effective Java》） 

是啊，我们总不能控制类的使用者按照一定顺利来调用不同参数的Set方法，再在最后一个set方法中做校验吧？ 
所以比较满意的方法是根据大家的需要创建不同的构造器。 
    
    这样，当参数不断增多的时候，大家都根据自己的需要创建一个自己的构造器。慢慢的，构造器越来越多，代码变得越来越难 

理解。即使有一天，系统的设计者想重新设计这个构造器，也变得异常困难。 
    
    当系统的设计者正在为这种需求苦恼的时候，我们发现了Builder模式，好吧，我们现在就想想怎么用Builder模式来解决我们 

的需求难题。 
     试想，哪些信息是必须有的，我们只需要一个基础构造器。其它的信息通过类似JavaBean所使用的Set方法set进去，一样可以 

达到我们的目的。具体怎么做?我们先贴出代码吧。 

package com.icecode.data;

public class Student {
    private final String name;
    private final int age;
    private final int height;
    private final int sex; //0表示男性，1表示女性，其它值非法


    private final String schoolName;
    private final String profession;
    //要求分班的时候，名字相同的同学不能分配到一个班级
    private final int gradeNo;//年级编号

    //扩展信息
    private final  String idCard;//身份证号
    private final String stuNo;//学号
    private final String labName;//实验室名称
    private final String dormitoryAddress;//宿舍地址

    private Student(Builder builder) {
        this.name = builder.name;
        this.age = builder.age;
        this.height = builder.height;
        this.sex = builder.sex;

        this.schoolName = builder.schoolName;
        this.profession = builder.profession;
        this.gradeNo = builder.gradeNo;

        this.idCard = builder.idCard;
        this.stuNo = builder.stuNo;
        this.labName = builder.labName;
        this.dormitoryAddress = builder.dormitoryAddress;
    }

    public static class Builder{

        private String name;
        private int age;
        private int height;
        private int sex; //0表示男性，1表示女性，其它值非法

        private String schoolName;
        private String profession;
        //要求分班的时候，名字相同的同学不能分配到一个班级
        private int gradeNo;//年级编号

        //扩展信息
        private String idCard;//身份证号
        private String stuNo;//学号
        private String labName;//实验室名称
        private String dormitoryAddress;//宿舍地址

        public Builder(String name, int age, int height, int sex) {
            super();
            this.name = name;
            this.age = age;
            this.height = height;
            this.sex = sex;
        }

        public Builder setSchoolName(String schoolName) {
            this.schoolName = schoolName;
            return this;
        }

        public Builder setProfession(String profession) {
            this.profession = profession;
            return this;
        }

        public Builder setGradeNo(int gradeNo) {
            this.gradeNo = gradeNo;
            return this;
        }


        public Builder setIdCard(String idCard) {
            this.idCard = idCard;
            return this;
        }

        public Builder setStuNo(String stuNo) {
            this.stuNo = stuNo;
            return this;
        }

        public Builder setLabName(String labName) {
            this.labName = labName;
            return this;
        }

        public Builder setDormitoryAddress(String dormitoryAddress) {
            this.dormitoryAddress = dormitoryAddress;
            return this;
        }

        //构造器入口
        public Student build(){
            return new Student(this);
        }
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Students [name=" + name + ", age=" + age + ", height=" + height
                + ", sex=" + sex + ", schoolName=" + schoolName
                + ", profession=" + profession + ", gradeNo=" + gradeNo + "]";
    }


}

测试代码 

public class Test {
    public static void main(String[] args){
        Student stu = new Student.Builder("icecode", 22, 178, 1)
                              .setSchoolName("BUPT").setProfession("Computer Science and

Technology").
                            setGradeNo(20091012)
                            .build();
        System.out.println(stu.toString());
    }
}

    由上看见，使用Builder模式减少了构造器，提供了通用的入口，便于进行合法性校验。前面系统设计中的问题，也迎刃而解了。 
     当然了，构造器的用途很多，自己只是拿它在多构造器类的重构中的使用来体验。