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Android : Builder模式 詳解及學習使用

編輯：關於Android編程

Builder模式是一種設計模式，最初被介紹於《設計模式：可復用面向對象軟件的基礎》，目前在Java及Android中用處更是十分廣泛，因此基本的了解與學習應當掌握。

一. Builder模式介紹

首先從它的定義開始介紹：

Builder模式：將一個復雜對象的構建與它的表示分離，使得同樣的構建過程可以創建不同的表示。

一般而言，Builder模式主要由四個部分組成：

Product ：被構造的復雜對象，ConcreteBuilder 用來創建該對象的內部表示，並定義它的裝配過程。 Builder :抽象接口，用來定義創建 Product 對象的各個組成部分的組件。 ConcreteBuilder ： Builder接口的具體實現，可以定義多個，是實際構建Product 對象的地方，同時會提供一個返回 Product 的接口。 Director : Builder接口的構造者和使用者。

以代碼的形式來進行說明，首先創建Product 類：

public class Product {
    private String partOne;
    private String partTwo;

    public String getPartOne() {
        return partOne;
    }

    public void setPartOne(String partOne) {
        this.partOne = partOne;
    }

    public String getPartTwo() {
        return partTwo;
    }

    public void setPartTwo(String partTwo) {
        this.partTwo = partTwo;
    }
}

創建Builder接口：

public interface Builder {
    public void buildPartOne();
    public void buildPartTwo();
    public void getProduct();
}

創建兩個ConcreteBuilder 類，即實現Builder接口：

public class ConcreteBuilderA implements Builder {

    private Product product;

    @Override
    public void buildPartOne() {   
    }

    @Override
    public void buildPartTwo() {
    }

    @Override
    public Product getProduct() {
        return product;
    }
}
public class ConcreteBuilderB implements Builder {

    private Product product;

    @Override
    public void buildPartOne() {   
    }

    @Override
    public void buildPartTwo() {
    }

    @Override
    public Product getProduct() {
        return product;
    }
}

最後創建Director類

public class Director {
    private Builder builder;

    public Director(Builder builder){
        this.builder = builder;
    }

    public  void buildProduct(){
        this.builder.buildPartOne();
        this.builder.buildPartTwo();
    }

    public Product getProduct(){
        return this.builder.getProduct();
    }
}

二. Builder模式進化

以上代碼只是最基本的展示了Builder模式，基於定義的介紹。這種基本模式重點在於：抽象出對象創建的步驟，並通過調用不同的具體實現從而得到不同的結果。 但是在實際運用中並非是以上形式，而是進化成另一種體現形式，目的在於 減少對象創建過程中引入的多個重載構造函數、可選參數以及setter過度使用導致不必要的復雜性。

下面還是以代碼的形式來進行講解，只是這次更加具體到一個熟悉的對象User，假以它有以下屬性，且都是不可變（final）的。【應盡量將屬性值定義為不可變】

public class User {
    private final String mName;     //必選
    private final String mGender;   //可選
    private final int mAge;         //可選
    private final String mPhone;    //可選
}

這個 User類中 mName屬性是必選的，其余的可選，接下來該如何構造這個實例呢？在此有兩個前提：

所有屬性值以聲明為 final，因此必須在構造函數中對這些屬性初始化，否則編譯不通過。 可是以上屬性值分為必選和可選，所以構造函數需要提供不同的參數組合的方法。（即可選參數可以忽略）

方案一：

因此，綜上兩個前提，最直接的一個方案是定義多個重載的構造函數，其中一個構造函數只接收必選參數，其余的構造函數不僅要接收必選參數，還要接收不同可選參數的組合，代碼如下：

public class User {
    private final String mName;     //必選
    private final String mGender;   //可選
    private final int mAge;         //可選
    private final String mPhone;    //可選

    public User(String mName) {
        this(mName, "");
    }

    public User(String mName,String mGender) {
        this(mName, mGender, 0);
    }

    public User(String mName, String mGender, int mAge) {
        this(mName, mGender, mAge, "");
    }

    public User(String mName, String mGender, int mAge, String mPhone) {
        this.mName = mName;
        this.mGender = mGender;
        this.mAge = mAge;
        this.mPhone = mPhone;
    }
}

這種構造函數的方式雖然簡單，但是 只適用於少量屬性的情況，一旦屬性增多，構造函數的數量也會隨著線性增長，因此並不好閱讀及維護。

方案二：

第二種方案是遵循 JavaBeans 規范，定義一個默認的無參數構造函數，並為類的每個屬性都提供getters 和 setters函數，代碼如下：

public class User {
    private String mName;     //必選
    private String mGender;   //可選
    private int mAge;         //可選
    private String mPhone;    //可選

    public String getName() {
        return mName;
    }

    public void setName(String mName) {
        this.mName = mName;
    }

    public String getGender() {
        return mGender;
    }

    public void setGender(String mGender) {
        this.mGender = mGender;
    }

    public int getAge() {
        return mAge;
    }

    public void setAge(int mAge) {
        this.mAge = mAge;
    }

    public String getPhone() {
        return mPhone;
    }

    public void setPhone(String mPhone) {
        this.mPhone = mPhone;
    }
}

這種方案相較於第一種方案的好處是易於閱讀和維護，使用者可以創建一個空實例User，並只設置需要的屬性值，可是此方案有兩個缺點：

User類是可變的，禁锢了對象的可變性。 User類的實例狀態不連續。如果想要創建一個同時具有所有屬性的類實例，那麼直到第五個屬性值的 set函數被調用時，該類實例才具有完整連續的狀態。這也就意味著類的調用者可能會看到類實例的不連續狀態。

方案三： ☆☆☆☆☆

了解了以上兩種比較常見但是效果卻不太理想的方案後，正式引出第三種方案 —— 進化後的 Builder模式，既有以上兩種方案的優點，又摒棄它們的缺點。代碼如下：

public class User {
    private final String mName;     //必選
    private final String mGender;   //可選
    private final int mAge;         //可選
    private final String mPhone;    //可選

    public User(UserBuilder userBuilder) {
        this.mName = userBuilder.name;
        this.mGender = userBuilder.gender;
        this.mAge = userBuilder.age;
        this.mPhone = userBuilder.phone;
    }

    public String getName() {
        return mName;
    }

    public String getGender() {
        return mGender;
    }

    public int getAge() {
        return mAge;
    }

    public String getPhone() {
        return mPhone;
    }


    public static class UserBuilder{
        private final String name;     
        private String gender;   
        private int age;         
        private String phone;

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

        public UserBuilder gender(String gender){
            this.gender = gender;
            return this;
        }

        public UserBuilder age(int age){
            this.age = age;
            return this;
        }

        public UserBuilder phone(String phone){
            this.phone = phone;
            return this;
        }

        public User build(){
            return new User(this);
        }   
    }


}

從以上代碼可以看出這幾點：

User類的構造函數是私有的，這意味著調用者不可直接實例化這個類。 User類是不可變的，其中必選的屬性值都是 final 的並且在構造函數中設置；同時對所有的屬性取消 setters函數，只保留 getter函數。 UserBuilder 的構造函數只接收必選的屬性值作為參數，並且只是將必選的屬性設置為 fianl，來保證它們在構造函數中設置。

接下來，User類的使用方法如下：

    public User getUser(){
        return new
                User.UserBuilder("gym")
                .gender("female")
                .age(20)
                .phone("12345678900")
                .build();
    }

以上通過 進化的Builder模式形象的體現在User的實例化。

三. AS 中自動生成 變化Builder模式

分析比較了以上三個方案後，也學習了解了 化Builder模式的好處和運用方法，可是你會發現它需要編寫很多樣板代碼，需要在內部類 UserBuilder 中重復外部類User的屬性定義。其實在AS中，可以通過安裝 InnerBuilder 的插件來簡化 Builder模式的創建過程，以下為安裝使用步驟：

1. 在File菜單下打開 settings 選項，點開Plugins。

這裡寫圖片描述

2. 在中間的輸入框輸入 Builder 點擊搜索，安裝後根據提示重開AS即可。

這裡寫圖片描述

3. 在編寫User類時，只需要把屬性名確定下來，然後鼠標右鍵打開Generate菜單，選擇 Builder按鈕，在彈出的Builder配置對話框中進行相關配置的勾選，如下：

這裡寫圖片描述

完成以上步驟後，即可自動生成 進化Builder模式 代碼，可能稍有不同，根據自身需求修改即可。

四. 開源函數庫的例子

正如開頭所說，Builder模式 被廣泛運用於Android中的各個領域，無論是Android SDK 或各種開元函數庫中，接下來關於Builder模式的運用舉幾個例子：

1. Android系統對話框 AlertDialog 的使用

    AlertDialog alertDialog = new AlertDialog.Builder(this).
            setTitle("標題").
            setMessage("內容").
            setIcon(R.drawable.ic_logo).
            create();
    alertDialog.show();

2.網絡請求框架 OkHttp 的請求封裝：

private Request(Builder builder){
    this.url = builder.url;
    this.method = builder.method ;
    this.headers = builder.headers.build() ;
    this.body = builder.body ;
    this.tag = builder.tag != null ? builder.tag : this;
}

3. 圖片緩存函數庫 Android-Universal-Image-Loader 的全局配置也運用到了，在此不再舉例了。

其實以上內容幾乎都是書上的，前幾天讀到了這一章內容，講的十分淺顯易懂，之前自己沒怎麼理解這塊內容，趁這次機會詳細學習了一遍，以上內容及代碼均手碼出來，包括安裝插件，親自動手實踐學習理解更深，在此謝過 顧浩鑫coder。

希望對你有幫助 ：）

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