你会用Kotlin实现构建者模式吗？

以你之姓@ 2022-12-14 03:41 312阅读 0赞

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系列文章：  
[秒懂设计模式之建造者模式（Builder pattern）][Builder pattern]

### 文章目录 ###

*  前言
 *  默认参数构建对象
 *  Kotlin中的构建者模式
 *   *  第一版写法
     *  第二版写法
 *  总结

# 前言 #

构建者模式在Java世界中是一个非常实用的创建型设计模式，日常使用非常频繁。有不熟悉的小伙伴请移步到 [秒懂设计模式之建造者模式（Builder pattern）][Builder pattern]进行回顾。但是当Java的挑战者Kotlin横空出世后，很多人说此设计模式失去了其用武之地，事实真的是这样吗？

你内心中是否在期待翻转剧情呢？现实往往是要打脸的，在大部分情况下，事实真的是这样！

# 默认参数构建对象 #

由于Kotlin支持**默认参数**和**名称参数**，使得Kotlin在大部分情况下不需要构建者模式就能很好的完成对象创建任务，talk is cheep, show me the code，我想必须用code来征服你们。

**需求：**

我们要根据不同的配置来构建一个电脑类的实例，希望可以自由配置电脑CPU、RAM、显示器、键盘以及USB端口，从而组装出不同的Computer实例。

如果使用Java来实现的话，最好的选择就是使用构建者模式，正如 [秒懂设计模式之建造者模式（Builder pattern）][Builder pattern]中所展示的那样。但是如果使用Kotlin实现的话，默认参数与名称参数就可以很好的完成需求，如下代码所示：

class Computer(
        val cpu: String = "英特尔",
        val ram: String = "金士顿",
        val usbCount: Int = 2,
        val keyboard: String = "罗技",
        val display: String = "京东方"
    ) {
        override fun toString(): String {
            return "Computer(cpu='$cpu', ram='$ram', usbCount=$usbCount, keyboard='$keyboard', display='$display')"
        }
    }

调用

val computer= Computer(ram="海力士",keyboard = "双飞燕")

如上代码所示，我们可以通过名称参数来指定修改某个参数，剩下的使用默认参数即可，不得不说确实很强大。

# Kotlin中的构建者模式 #

那么构建者模式在Kotlin中是否真的就成为了一点用都没有的废材了呢？**当然不是**！

**需求：**

一个对象需要经过多步才能完成构建，而且希望构建的对象是不可变的，这就需要先一步一步的创造构建者，然后在最后一步使用构建者来构建对象。这么说有点抽象，让我们来举个例子。

我们的电脑需要配置CPU和RAM才是一个完整的对象，但是现在CPU与RAM不能同时到位，而是先得到CPU，然后经过很多步骤后才能得到RAM。那么我们就没有办法在得到CPU的时候就把Computer对象创建出来呢？有的同学说了，可以先把对象创建出来，然后等得到了RAM后在此对象上set进去。 这样的话那个Computer对象就成了**可变**对象了，会存在一些列弊端。如果通过构建者模式实现的话，我们可以多步骤构建builder，等builder准备好了，再调用其`build()`方法最终创建Computer对象。

使用Java实现Builder模式相信大家已经手到擒来了，那就让我们来研究一下在Kotlin中如何实现Builder模式吧

## 第一版写法 ##

其实和Java差不多，此处列出几个关键点

1.  Computer添加主`private`构造函数, 其属性为只读属性，供外部使用
2.  Computer添加第二`private`构造函数，参数为`Builder`  
    使用Builder来对Computer属性赋值
3.  添加一内部类Builder，其默认是static的，相当于Java的静态内部类  
    Builder类的属性对外只可读，不可设置，设置通过对应的设置方法完成。注意那些设置方法使用了kotlin的`apply` scope函数。
4.  在Builder类中添加一个build方法，负责最终构建Computer实例

具体代码如下：

class Computer1 private constructor(
        val cpu: String,
        val ram: String,
        val usbCount: Int,
        val keyboard: String,
        val display: String
    ) {
    
        private constructor(builder: Builder) : this(
            builder.cpu,
            builder.ram,
            builder.usbCount,
            builder.keyboard,
            builder.display
        )
    
        class Builder {
            var cpu: String = ""
                private set
            var ram: String = ""
                private set
            var usbCount: Int = 0
                private set
            var keyboard: String = ""
                private set
            var display: String = ""
                private set
    
            fun setCup(inputCup: String) = apply {
                this.cpu = inputCup
            }
    
            fun setRam(inputRam: String) = apply {
                this.ram = inputRam
            }
    
            fun setUsb(inputUsb: Int) = apply {
                this.usbCount = inputUsb
            }
    
            fun setKeyboard(inputKeyboard: String) = apply {
                this.keyboard = inputKeyboard
            }
    
            fun setDisplay(inputDisplay: String) = apply {
                this.display = inputDisplay
            }
    
            fun build() = Computer1(this)
        }
    
        override fun toString(): String {
            return "Computer(cpu='$cpu', ram='$ram', usbCount=$usbCount, keyboard='$keyboard', display='$display')"
        }
    
    }

调用

val computer1 = Computer1.Builder().
                         setCup("英特尔").
                         setRam("金士顿").
                         setDisplay("三星").
                         setUsb(3).
                         setKeyboard("罗技").
                         build()

上面代码中所有参数均是可选的，如果某几个参数是必填的话，只要在Builder的构造函数中加入即可，如下所示

class Computer2 private constructor(... ){
        ...
    	class Builder (val cpu: String, val ram: String){
    			 var usbCount: Int = 0
    		          private set
    		      var keyboard: String = ""
    		          private set
    		      var display: String = ""
    		          private set
    			...
    	}
    }

调用

val computer2= Computer2.Builder("英特尔","金士顿").
                        setDisplay("京东方").
                        setKeyboard("罗技").
                        build()

## 第二版写法 ##

上面就是Builder模式在Kotlin中传统的写法。但是Kotlin有一种神奇的类型叫[Kotlin Function Literals with Receiver][]，大概长这样：

T.() -> R

是不是有点懵逼？让我们将概念化繁为简，其直接翻译为：带接收器的函数字面量。由于Lambda是一种函数字面量，所以其可以进一步具体化为：带接收器的Lambda表达式。

例如有如下Lambda

val greet1:()->Unit= { println("hello world")}

我们可以为上面的lambda加上一个String类型的receiver，使其变成下面这样

var greet2: String.() -> Unit = { println("Hello $this") }

我们可以在`{}`中以`this`访问这个receiver。值得注意的是，greet2有两种等价的执行方法

greet2("world")
    "world".greet2()

利用上述语法可以简化Builder写法，构建出 builder DSL的语法，使其更加紧凑。

我们在Computer类里面加一个`companion object`，在里面定义一个使用Builder构建对象的方法，其入参为 **接收器为Builder的Lambda表达式**。

class Computer3 private constructor(...){
    
        companion object {
            inline fun build(block: Builder.() -> Unit) = Builder().apply(block).build()
        }
        
        class Builder {
    		...
    		fun build() = Computer3(this)
    	}
    }

这块稍微有点难度，要想理解上面的写法，首先需要理解scope函数`apply`，可以通过阅读我的另一篇文章 [秒懂Kotlin之轻松掌握Scope Functions (apply, also,let,run,with)][Kotlin_Scope Functions _apply_ also_let_run_with]来轻松掌握scope函数。

我们看一下`apply`函数的定义

public inline fun T.apply(block: T.() -> Unit): T

它的入参是`T.() -> Unit` 返回类型是`T`，此处泛型参数`T`我们传入Builder类，我们就可以使用如下语法调用`inline fun build(block: Builder.() -> Unit)`方法。

调用

val computer3 = Computer3.build {
             setCup("AMD")
             setRam("海力士")
             setDisplay("三星")
             setUsb(3)
             setKeyboard("双飞燕")
     }

上面的写法仅仅是为Computer类提供了一种简化的调用方式，我们仍然可以使用传统调用方式来使用此构建者。

# 总结 #

在kotlin中大部分情况下是不需要Builder模式的，但是某些特殊情形下Builder模式仍然可以大放异彩。

猿猿们，又到了点赞分享的时候了，祝你们圣体健康，生活愉快…

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> 十载求学纵苦三伏三九无悔无怨; 一朝成就再忆全心全力有苦有乐

[Builder pattern]: https://blog.csdn.net/ShuSheng0007/article/details/86619675
[Kotlin Function Literals with Receiver]: https://kotlinlang.org/docs/reference/lambdas.html#function-literals-with-receiver
[Kotlin_Scope Functions _apply_ also_let_run_with]: https://blog.csdn.net/ShuSheng0007/article/details/108776472