JavaのBuilderパターンとは?現役エンジニアが解説【初心者向け】

初心者向けにJavaのBuilderパターンについて解説しています。これはデザインパターンのひとつになります。Builderパターンの特徴と構成、利用するメリット、実際の記述方法について学びましょう。

TechAcademyマガジンは受講者数No.1のオンラインプログラミングスクールTechAcademy [テックアカデミー]が運営。初心者向けに解説した記事を公開中。現役エンジニアの方はこちらをご覧ください。

JavaのBuilderパターンについて、TechAcademyのメンター(現役エンジニア)が実際のコードを使用して初心者向けに解説します。

 

そもそもJavaについてよく分からないという方は、Javaとは何なのか解説した記事を読むとさらに理解が深まるでしょう。

 

なお本記事は、TechAcademyのオンラインブートキャンプJava講座の内容をもとに作成しています。

 

田島悠介

今回は、Javaに関する内容だね!

大石ゆかり

どういう内容でしょうか?

田島悠介

Builderパターンについて詳しく説明していくね!

大石ゆかり

お願いします!

 

目次

 

Builderパターンとは

Builderパターンとは、GoFによって定義されたデザインパターンの1つです。

オブジェクト生成の過程を抽象化することにより、動的にオブジェクトの生成を可能とします。

 

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Builderパターンのメリット

Builderパターンのメリットとしては、複数のコンストラクタを用いて初期化を行いたい場合に複雑さを抑える役割です。

複数のコンストラクタを用いる場合、引数にいれる順番や必須の要素について間違えず記載しなければなりません。

引数の渡し間違えが起こるリスクがあるためです。

また、任意の値がある場合には適当な値を渡したりする必要があるため記述の無駄が起こる可能性があります。

そのような時により無駄な記述なく作成することができるのがBuilderパターンです。

 

Builderパターンの使い方

実際にBuilderパターンの使い方を説明していきます。

Builderパターンに出てくるクラスは主には以下の4つです。

Mainクラス Javaコードを起動させるクラスです。mainメソッドが実装されています。
Builderインターフェース インターフェースで記述されており、処理に必要なメソッドとその引数、戻り値のみしか書かれておらず実際の実装はされていません。プログラムを作成するための部品のみ提供しています。
Builderインターフェースを継承したクラス Builderインターフェースの実際の実装を記載したクラスです。これは状況次第で複数準備することができます。
Directorクラス  Builderインターフェースを使って処理の流れを記載したクラスになります。このクラスでは、実際にBuilderインターフェースがどのクラスに継承されて実装されるか見ないで記載できます。Builderインターフェースを継承したクラスの入れ替えを容易に行うことが可能です。

実際に記載してみましょう。

 

ソースコード

Builder.java

public interface Builder {
  public void setName(String name);
  public void setAge(int age);
  public void getResult();
}

 

Director.java

public class Director {
  private Builder builder;
  Director(Builder builder) {
    this.builder = builder;
  }
  void construct(String name, int age) {
    builder.setName(name);
    builder.setAge(age);
    builder.getResult();
  }
}

Teacher.java

public class Teacher {
  private String name;
  private int age;
 
  public String getName() { return name; }
  public void setName(String name) { this.name = name; }
  public int getAge() { return age; }
  public void setAge(int age) { this.age = age; }
}

 

ここまでの2つのクラスが基本となるBuilderインターフェースとDirectorクラスとプラスしてBeanクラスです。

次に、Builderインターフェースを実装したクラスを今回は2つ記述します。

TeacherBuilder.java

public class TeacherBuilder implements Builder{
  private Teacher teacher;
  TeacherBuilder() { teacher = new Teacher(); }
  
  @Override
  public void setName(String name) { teacher.setName(name); }
 
  @Override
  public void setAge(int age) { teacher.setAge(age); }
 
  @Override
  public void getResult() {
    System.out.println("私の名前は" + teacher.getName() + "です。年齢は" + teacher.getAge() + "です。先生をしています。");
  }
}

HeadTeacherBuilder.java

public class HeadTeacherBuilder  implements Builder{
  private Teacher teacher;
  HeadTeacherBuilder() { teacher = new Teacher(); }
  
  @Override
  public void setName(String name) { teacher.setName(name); }
  
  @Override
  public void setAge(int age) { teacher.setAge(age); }
 
  @Override
  public void getResult() {
    System.out.println("私の名前は" + teacher.getName() + "です。年齢は" + teacher.getAge() + "です。校長先生をしています。");
  }
}

ここまでできたら最後は起動するMain.javaを作成します。

Main.java

public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    Director teacher = new Director(new TeacherBuilder());
    teacher.construct("山田太郎", 19);

    Director headTeacher = new Director(new HeadTeacherBuilder());
    headTeacher.construct("鈴木次郎", 50);
  }
}

 

実行結果

私の名前は山田太郎です。年齢は19です。先生をしています。
私の名前は鈴木次郎です。年齢は50です。校長先生をしています。

Main.javaを見ても分かるとおり二つの表示は同じようにDirectorクラスのオブジェクトを作成して、constructメソッドを呼び出しているだけですが表示が変わっています。

これはDirectorクラスのインスタンスを作成する際に渡しているBuilderクラスが違うためです。

渡すBuilderクラスによって実行結果を変えることができます。

 

まとめ

この記事ではBuilderパターンについて解説しました。

クラスを使い分けていきましょう。

 

執筆してくれたメンター

メンターSさん

システムエンジニアとしてこれまで行政システムや医療用システムの保守、開発に携わりました。

JavaやPython、PHP、Kotlinなど様々な言語での開発経験があります。

TechAcademyではJavaコース、Pythonコース、AIコースなど7コースを担当しています。

 

大石ゆかり

JavaのBuilderパターンが分かりやすくて良かったです!

田島悠介

ゆかりちゃん、分からないことがあったら質問してね!

大石ゆかり

分かりました。ありがとうございます!

 

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