设计模式-6-建造者模式

定义

建造者模式，是将一个构建过程复杂的对象的构建过程和对象的表示分离，该模式主要关注的是构建过程。

角色

产品（product）：具体产品
抽象建造者（abstract builder）：创建一个产品对象的各个部件指定的接口/抽象类
具体建造者（builder）：实现接口，构建和装配各个部件
指挥者（director）：构建一个使用builder接口的对象。主要用于创建一个复杂的对象，它主要有两个作用：
1. 隔离了客户与对象的生产过程
2. 负责控制产品对象的生产过程

适用场景

隔离复制的建造过程，相同的方法不同的执行顺序（不同执行顺序需要不同的construct方法或director）产生不同事件结果
多个部件都可以装配到一个对象中，但产生的运行结果可能不相同（理解：不同的建造实现类的相同的实现方法的逻辑不同）
初始化一个对象时，参数过多，或者很多参数具有默认值，见案例2
建造者模式不适合创建差异性很大的产品类
产品内部变化复杂，会导致需要定义很多具体建造者类实现变化，增加项目中类的数量，增加系统的理解难度和运行成本
需要生成的产品对象有复杂的内部结构，这些产品对象具有共性，比如建房子，造自行车，每一种类型的基本组成相似

案例

建造房子

假设建造房子，无论是搭个茅草屋还是建造宫殿都需要打地基、建造墙壁，修建屋顶这几个步骤，代码如下

//产品类
public class House {private String basic;private String walls;private String roofed;// setter & getter
}
// 抽象建造者
public abstract class HouseBuilder {// 产品放在抽象建造者中，只能够创建一种产品，通过抽象方法定义该产品的不同表现方式protected House house = new House();public abstract void buildBasic();public abstract void buildWalls();public abstract void roofed();public House build() {return this.house;}
}
// 具体的建造类1 （茅草屋）
public class BandaHouseBuilder extends HouseBuilder {@Overridepublic void buildBasic() {house.setBasic("1m");System.out.println(" 茅草屋 地基一米 ");}@Overridepublic void buildWalls() {house.setWalls("5cm");System.out.println(" 茅草屋 墙厚度五厘米 ");}@Overridepublic void roofed() {house.setRoofed("茅草");System.out.println(" 茅草屋 盖上茅草 ");}
}
// 具体建造者2 （建造宫殿）
public class PalaceHouseBuilder extends HouseBuilder {@Overridepublic void buildBasic() {house.setBasic("10m");System.out.println(" 宫殿地基 10米");}@Overridepublic void buildWalls() {house.setWalls("50cm");System.out.println(" 宫殿 墙厚度 50厘米");}@Overridepublic void roofed() {house.setRoofed("琉璃瓦");System.out.println(" 宫殿 房顶用琉璃瓦");}
}
// 指挥者
public class HouseDirector {private HouseBuilder houseBuilder;public void setHouseBuilder(HouseBuilder houseBuilder) {this.houseBuilder = houseBuilder;}public House construct() {Assert.notNull(houseBuilder, "请指定具体的建造者");houseBuilder.buildBasic();houseBuilder.buildWalls();houseBuilder.roofed();return houseBuilder.build();}
}

配电脑（建造者模式解决初始化对象入参过多的问题）

在下面例子中Computer是具体产品，Builder类充当的是具体建造者，客户端自己作为指挥者
jdk中StringBuilder和下面例子相似，StringBuilder.append()方法返回的是this，其中StringBuilder以及AbstractStringBuilder是建造者，接口Appendable是抽象建造者，指挥者也是使用append的客户端

public class Computer {private String cpu;private String screen;private String memory;private String mainboard;// 常规的方式用构造方法初始化public Computer(String cpu, String screen, String memory, String mainboard) {this.cpu = cpu;this.screen = screen;this.memory = memory;this.mainboard = mainboard;}// 建造者模式private Computer(Builder builder) {cpu = builder.cpu;screen = builder.screen;memory = builder.memory;mainboard = builder.mainboard;}// statis修饰目的：不需要初始化内部类// final修饰目的：不允许被继承，Builder是一个不可变类public static final class Builder {private String cpu;private String screen;private String memory;private String mainboard;public Builder() {}public Builder cpu(String val) {cpu = val;return this;}public Builder screen(String val) {screen = val;return this;}public Builder memory(String val) {memory = val;return this;}public Builder mainboard(String val) {mainboard = val;return this;}public Computer build() {return new Computer(this);}}
}
// 客户端调用
// 常规方式
Computer compter = new Computer("cpu", "screen", "memory", "mainboard");
// 建造者模式，比构造方法和set方法更为优雅
Computer compterBuilder = new Computer.Builder().cpu("cpu").screen("screen").memory("memory").mainboard("mainboard").build();

建造者模式 VS 工厂模式

抽象工厂返回的是一系列相关的产品族，建造者模式创建的是一个组装后完整的产品
抽象工厂由客户端实例化工厂，然后调用工厂方法获取自己需要的产品，建造者模式客户端不需要和建造者直接接触，而是通过指挥者知道如何生成对象；抽象工厂关注的是产品本身，建造者模式关注的是建造过程
如果将抽象工厂看成汽车配件生产工厂，生产一个产品族的产品，那么建造者模式就是一个汽车组装工厂，通过对部件的组装可以返回一辆完整的汽车

参考

一篇文章就彻底弄懂建造者模式

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