《Effective Java 第三版》當構造參數很多的時候考慮使用builder
這是Effective Java3中的第二個建議，非常適合初學者寫出簡潔有效的代碼。
靜態工廠和構造方法都有一個缺點：當有很多可選參數的時候，其擴展性並不是很好。例如，考慮這樣一個類，它表示食物包裝上的營養物質標籤。這些標籤有一部分是必須的字段——例如分量大小、每個包裝容器包含的分量大小、每份物質包含的卡路里等，還有一部分是可選字段——例如總的脂肪含量、飽和脂肪含量、反式脂肪含量等等。大多數食品只有一小部分字段是非零的結果。
對於這樣一個類，要如何使用構造方法或者是靜態工廠方法呢？傳統上，編程者可以使用重疊構造函數模式（telescoping constructor pattern），即在某個構造方法中只包含必須的字段，然後添加其他的構造方法包含其他可選字段。舉個例子：假設只有4個可選字段：
public class NutritionFacts { private final int servingSize; // (mL) required private final int servings; // (per container) required private final int calories; // (per serving) optional private final int fat; // (g/serving) optional private final int sodium; // (mg/serving) optional private final int carbohydrate; // (g/serving) optional public NutritionFacts(int servingSize, int servings) { this(servingSize, servings, 0); } public NutritionFacts(int servingSize, int servings, int calories) { this(servingSize, servings, calories, 0); } public NutritionFacts(int servingSize, int servings, int calories, int fat) { this(servingSize, servings, calories, fat, 0); } public NutritionFacts(int servingSize, int servings, int calories, int fat, int sodium) { this(servingSize, servings, calories, fat, sodium, 0); } public NutritionFacts(int servingSize, int servings, int calories, int fat, int sodium, int carbohydrate) { this.servingSize = servingSize; this.servings = servings; this.calories = calories; this.fat = fat; this.sodium = sodium; this.carbohydrate = carbohydrate; }}
當你使用這個類創建對象實例的時候，需要選擇相對應的構造方法：
1. NutritionFacts cocaCola = new NutritionFacts(240, 8, 100, 0, 35, 27);
一般情況下，這個構造方法的調用會需要許多不必要的參數，但是你必須要給它一些值。例如，在上述的例子中，我們給fat傳遞了一個0。如果只有6個參數，這也不是一個多麼難以接受的事情，但是當參數數量增長的時候，這種方式就有點難以忍受了。
簡單來說，重疊構造函數模式很有效，但是當參數很多時候寫起來很麻煩，閱讀也不友好。用戶必須仔細閱讀這些方法，並小心的計算參數的數量以避免出錯。很長的相同類型的參數容易導致一些微小的錯誤。當用戶把兩個參數搞反了，程序也不會報錯，但實際已經是錯誤的了。
第二個選擇是使用JavaBean的模式來解決這個問題，你可以調用一個無參數的構造函數來創建對象，然後使用set方法將所需的字段賦值，例如：
// JavaBeans Pattern - allows inconsistency, mandates mutabilitypublic class NutritionFacts { // Parameters initialized to default values (if any) private int servingSize = -1; // Required; no default value private int servings = -1; // Required; no default value private int calories = 0; private int fat = 0; private int sodium = 0; private int carbohydrate = 0; public NutritionFacts() { } // Setters public void setServingSize(int val) { servingSize = val; } public void setServings(int val) { servings = val; } public void setCalories(int val) { calories = val; } public void setFat(int val) { fat = val; } public void setSodium(int val) { sodium = val; } public void setCarbohydrate(int val) { carbohydrate = val; }}
這種模式沒有重疊構造函數模式的缺點，而且很容易構造，對代碼閱讀也很友好：
NutritionFacts cocaCola = new NutritionFacts();cocaCola.setServingSize(240);cocaCola.setServings(8);cocaCola.setCalories(100);cocaCola.setSodium(35);cocaCola.setCarbohydrate(27);
然而，JaveBeans本身有很大的缺點。由於構造過程有多次不同的調用，因此JavaBeans可能會產生不一致的情況。例如，JavaBeans類不能只通過檢查構造函數參數的有效性來保證一致性。當一個對象處於一種不一致的狀態時，試圖使用它可能會引起失敗，這個失敗很難從包含錯誤的代碼中去掉，因此很難調試。與此相關的一個缺點是JavaBeans的模式無法創建不可變的類，因此需要編程者花費其他成本來保證線程安全。
當構造工作完成時，可以通過手動『冰凍』對象並且在冰凍完成之前不允許使用它來彌補這個缺點，但這種方式太笨重了，在實踐中很少使用。而且，由於編譯器不能保證程序員在使用對象之前調用了冰凍方法，因此它可能在運行時引起錯誤。
幸運的是，有第三種方法既保證有重疊構造函數模式的安全性，也有JavaBeans的簡潔性。這就是生成器模式（Builder pattern）。客戶端使用構造方法來初始化所有必要的字段，然後使用類似setter方法來構建可選參數。最終，客戶端使用一個無參的builder方法來產生一個對象，通常該對象都是不可變的。Builder通常都是一個靜態的成員類：
// Builder Patternpublic class NutritionFacts { private final int servingSize; private final int servings; private final int calories; private final int fat; private final int sodium; private final int carbohydrate; public static class Builder { // Required parameters private final int servingSize; private final int servings; // Optional parameters - initialized to default values private int calories = 0; private int fat = 0; private int sodium = 0; private int carbohydrate = 0; public Builder(int servingSize, int servings) { this.servingSize = servingSize; this.servings = servings; } public Builder calories(int val) { calories = val; return this; } public Builder fat(int val) { fat = val; return this; } public Builder sodium(int val) { sodium = val; return this; } public Builder carbohydrate(int val) { carbohydrate = val; return this; } public NutritionFacts build() { return new NutritionFacts(this); } } private NutritionFacts(Builder builder) { servingSize = builder.servingSize; servings = builder.servings; calories = builder.calories; fat = builder.fat; sodium = builder.sodium; carbohydrate = builder.carbohydrate; }}
這個NutritionFacts就是不可變類，所有的默認參數都在一個地方。builder的setter方法返回builder本身從而使得可以鏈式調用API。調用的方法如下：
1. NutritionFacts cocaCola = new NutritionFacts.Builder(240,8).calories(100).sodium(35).carbohydrate(27).build();
這種API很容易寫，且閱讀起來也很方便。生成器模式模擬了Python和Scala中命名可選參數。
爲了簡短起見，參數的有效性檢驗在這裏沒有寫出來。爲了儘快的檢測到無效的參數，可以在builder的構造器和方法中檢驗。檢查有build方法調用的構造方法涉及到多個參數的不可變量。爲了防止這些不可變量收到攻擊，從builder中複製參數後對對象字段進行檢驗。如果檢測失敗，拋出IllegalArgumentException異常，可以顯示哪些參數是無效的。
生成器模式非常適合具有層次結構的類。使用並行的層次構造器，每一個都被嵌套在相關的類中。抽象類有抽象的builder; 具體的類有具體的builder。例如，考慮一個層次類的根節點是一個抽象類，代表了不同的pizza：
// Builder pattern for class hierarchiespublic abstract class Pizza { public enum Topping { HAM, MUSHROOM, ONION, PEPPER, SAUSAGE } final Set
注意，Pizza.Builder是一個有着遞歸參數的通用類型（泛型）。它和抽象的self方法一起，允許子類中的方法進行鏈式調用，而不需要轉換。這個方法實際上是Java確實self類型的一個變通解決方案，這個類型通常稱爲模擬自我類型（ the simulated self-type idiom）。
現在有兩個具體的Pizza子類，一個代表了標準的紐約式pizza，一個是意式包餡比薩（calzone）。前者需要大小（size）這個參數，後者需要指定醬要放在裏面還是外面。
public class NyPizza extends Pizza { public enum Size { SMALL, MEDIUM, LARGE } private final Size size; public static class Builder extends Pizza.Builder
注意到，子類的builder被聲明爲返回正確的類型了。NyPizza.Builder的build方法返回的是NyPizza類，而Calzone.Builder返回的是Calzone類。這種子類方法返回父類返回值的子類型稱之爲協變返回類型（covariant return typing）。它允許子類可以直接使用這些builders而不需要做強制轉化。
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