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Effective Java 第 2 版:第 2 章 オブジェクトの生成と消滅 項目 2

Java 読書メモ

数多くのコンストラクタパラメータに直面したときはビルダーを検討する

多くのフィールドを持ち、それに伴って多くのコンストラクタパラメータを持つクラスは、初期化のコードを書くときに煩雑であったり、可読性に難があることが多い。 このときに、ビルダーパターンを適用することの利点と欠点について述べられている。

ビルダーパターンは、ビルダーオブジェクトを使って、オブジェクトの構築を行う。 この項では、ビルダーオブジェクトによって初期化を行い、不変なオブジェクトを生成する。

ビルダーパターンの利点

ビルダーパターンを使ったクラスを以下に示す。

public class Person {
    private final String name;
    private final int age;
    private final int height;
    private final int weight;

    public static class Builder {
        // name は必須、その他は任意
        private final String name;
        private int age = 20;
        private int height = 165;
        private int weight = 55;

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

        public Builder age(int val) {
            age = val;
            return this;
        }

        public Builder height(int val) {
            height = val;
            return this;
        }

        public Builder weight(int val) {
            weight = val;
            return this;
        }

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

    public Person(Builder builder) {
        this.name = builder.name;
        this.age = builder.age;
        this.height = builder.height;
        this.weight = builder.weight;
    }
}

クラス Builder がビルダーの役割を果たす Person 内の static メンバークラスである。 クラス Person は、フィールドが final であることと、外部からフィールドに書き込みできるメソッドがないことから、不変であるといえる。 setter は自分自身を返すため、オブジェクト生成時に、以下のようにメソッドを次々とつなげて書くことができる。

Person Taro = new Person.Builder("Taro").height(175)
                                        .weight(65)
                                        .age(30)
                                        .build();

このコードを見ると、必須パラメータはビルダーのコンストラクタに渡しつつ、さらにオプションパラメータを自由に初期化できることがわかる。 さらに、各パラメータの名前と値がペアになって並んでいるため、読みやすい。

ビルダーの欠点

ビルダーの欠点として、生成時のコストや、オプションパラメータが少ないときの冗長さが挙げられる。

その他

  • 各パラメータに対する不変式を満たすか検査し、不変式が破られれば IllegalStateException を投げるべき
  • ビルダーは setter を複数使ってオブジェクトを初期化できるため、可変長パラメータを複数個持てる
  • ビルダーを複数のオブジェクトの構築に使い回せる
    • ビルダーに何らかの情報を持たせておいて、オブジェクト構築ごとにその変化させるなどして利用できる
  • ジェネリクスを用いたビルダーインタフェースと境界ワイルドカード型によって Abstract Factory パターンを実現できる

まとめ

オプションパラメータを多く持つクラスの設計時には、ビルダーパターンを使うとうまくいくことがある。 ビルダーパターンにより、オブジェクト構築処理の読みやすさ、書きやすさが向上する。

参考文献

EFFECTIVE JAVA 第2版 (The Java Series)

EFFECTIVE JAVA 第2版 (The Java Series)