建造者模式

需求

需要建房子：过程有打地基，砌墙，封顶

房子有多种多样的，比如，平房，大厦，别墅。过程虽然差不多，但具体要求是不同的

传统方式

类图

建造者模式UML1

代码

package com.design.builder;

public abstract class AbstractHouse {
	
	public abstract void layFoundation();
	
	public abstract void wallUp();
	
	public abstract void roofed();
	
	public void build() {
		layFoundation();
		wallUp();
		roofed();
	}

}

package com.design.builder;

public class Bungalow extends AbstractHouse {

	@Override
	public void layFoundation() {
		System.out.println("平房打地基");
	}

	@Override
	public void wallUp() {
		System.out.println("平房砌墙");
	}

	@Override
	public void roofed() {
		System.out.println("平房封顶");
	}

}

package com.design.builder;

public class LargeBuilding extends AbstractHouse {

	@Override
	public void layFoundation() {
		System.out.println("大厦打地基");
	}

	@Override
	public void wallUp() {
		System.out.println("大厦砌墙");
	}

	@Override
	public void roofed() {
		System.out.println("大厦封顶");
	}
	

}

package com.design.builder;

public class Client {

	public static void main(String[] args) {
		Bungalow bungalow = new Bungalow();
		bungalow.build();
	}
}

运行结果

平房打地基
平房砌墙
平房封顶

解析

传统方式的好处是代码简单，方便理解。

但缺点也在于程序结构过于简单，没有设计缓存层，扩展和维护不方便。这种方式，将产品（房子）和创建过程（建房子流程）封装在一起了，耦合性太强。

解决方案：将产品和建造过程解耦，即建造者模式。

建造者模式

介绍

建造者模式（Builder Pattern），又叫生成器模式，是一种对象构建模式。它将复杂对象的构建过程抽象出来，使这个抽象过程的不同实现方法可以构造出不同的对象。

建造者模式是一步一步创建一个复杂的对象，它允许用户只通过指定对象的类型和内容就可以构建它们，用户并不知道内部的具体构建细节。

四个角色

建造者模式有四个角色

  1. Product（产品）：一个具体的产品对象
  2. Builder（抽象建造者）：创建一个Product对象的各个部件指定的接口/抽象类
  3. ConcreteBuilder（具体建造者）：实现接口，构建和装配各个部件
  4. Director（指挥者）：构建一个使用Builder接口的对象。它主要是用户创建一个复杂的对象。它有两个主要作用：其一，隔离了用户和对象的生产过程；其二，控制产品对象的生产过程

建造者模式解决建房子需求

使用建造者模式，将建房子过程和房子本身分开

类图

建造者模式UML1

代码

package com.design.builder2;

public class House {
	
	private String foundation;
	
	private String wall;
	
	private String roof;

	public String getFoundation() {
		return foundation;
	}

	public void setFoundation(String foundation) {
		this.foundation = foundation;
	}

	public String getWall() {
		return wall;
	}

	public void setWall(String wall) {
		this.wall = wall;
	}

	public String getRoof() {
		return roof;
	}

	public void setRoof(String roof) {
		this.roof = roof;
	}

	@Override
	public String toString() {
		return "House [foundation=" + foundation + ", wall=" + wall + ", roof=" + roof + "]";
	}

}

package com.design.builder2;

public abstract class HouseBuilder {
	
	protected House house = new House();
	
	// 建造流程方法，抽象
	public abstract void layFoundation();
	
	public abstract void wallUp();
	
	public abstract void roofed();
	
	// 建造完，将产品（房子）返回
	public House buildHouse() {
		return house;
	}

}

package com.design.builder2;

public class BungalowBuilder extends HouseBuilder {

	@Override
	public void layFoundation() {
		house.setFoundation("平房地基5米");
		System.out.println("平房打地基5米");
	}

	@Override
	public void wallUp() {
		house.setWall("平房墙10米");
		System.out.println("平房砌墙10米");
	}

	@Override
	public void roofed() {
		house.setRoof("平房木头屋顶");
		System.out.println("平房盖木头屋顶");
	}

}

package com.design.builder2;

public class LargeBuildingBuilder extends HouseBuilder {

	@Override
	public void layFoundation() {
		house.setFoundation("大厦地基100米");
		System.out.println("大厦打地基100米");
	}

	@Override
	public void wallUp() {
		house.setWall("大厦墙20米");
		System.out.println("大厦砌墙20米");
	}

	@Override
	public void roofed() {
		house.setRoof("大厦透明屋顶");
		System.out.println("大厦盖透明屋顶");
	}

}

VillaBuilder 略

package com.design.builder2;

public class HouseDirector {
	
	HouseBuilder houseBuilder = null;
	
	public HouseDirector(HouseBuilder houseBuilder) {
		this.houseBuilder = houseBuilder;
	}

	public void setHouseBuilder(HouseBuilder houseBuilder) {
		this.houseBuilder = houseBuilder;
	}
	
	// 指挥者负责处理建造房子的流程
	public House constructHouse() {
		houseBuilder.layFoundation();
		houseBuilder.wallUp();
		houseBuilder.roofed();
		return houseBuilder.buildHouse();
	}

}

package com.design.builder2;

public class Client {

	public static void main(String[] args) {
		// 平房建造者
		BungalowBuilder bungalowBuilder = new BungalowBuilder();

		//指挥者
		HouseDirector houseDirector = new HouseDirector(bungalowBuilder);
		
		// 完成盖房子，返回平房
		House bungalow = houseDirector.constructHouse();
		
		System.out.println(bungalow);
		
		System.out.println("--------------------------");
		
		// 大厦建造者
		LargeBuildingBuilder largeBuildingBuilder = new LargeBuildingBuilder();
		
		// 指挥者不需要重复创建，重置建造者即可
		houseDirector.setHouseBuilder(largeBuildingBuilder);
		
		// 完成盖房子，返回大厦
		House largeBuilding = houseDirector.constructHouse();
		
		System.out.println(largeBuilding);
	}

}

运行结果

平房打地基5米
平房砌墙10米
平房盖木头屋顶
House [foundation=平房地基5米, wall=平房墙10米, roof=平房木头屋顶]
--------------------------
大厦打地基100米
大厦砌墙20米
大厦盖透明屋顶
House [foundation=大厦地基100米, wall=大厦墙20米, roof=大厦透明屋顶]

JDK中的建造者模式

JDK中，StringBuilder这个类就使用了建造者模式

其类定义如下

public final class StringBuilder
    extends AbstractStringBuilder
    implements java.io.Serializable, CharSequence

而AbstractStringBuilder类定义如下

abstract class AbstractStringBuilder implements Appendable, CharSequence

Appendable只是一个接口

public interface Appendable

1 Appendable接口定义了多个append方法（抽象），即Appendable为抽象建造者，定义了抽象方法

Appendable append(CharSequence csq) throws IOException;
Appendable append(CharSequence csq, int start, int end) throws IOException;
Appendable append(char c) throws IOException;

2 AbstractStringBuilder实现了Appendable接口方法，这里的AbstractStringBuilder已经是建造者，只是不能实例化

public AbstractStringBuilder append(String str) {
	if (str == null)
		return appendNull();
	int len = str.length();
	ensureCapacityInternal(count + len);
	str.getChars(0, len, value, count);
	count += len;
	return this;
}

3 StringBuilder既是具体的建造者（继承了AbstractStringBuilder），又是指挥者

@Override
public StringBuilder append(String str) {
	super.append(str);
	return this;
}

注意事项

1 客户端无需知道产品内部组成细节。建造者模式将产品与产品的创建过程解耦，使得相同的创建过程可以创建不同的产品对象

2 每一个具体的建造者都相对独立，与其他建造者无关。因此可以方便的替换具体建造者或增加新的建造者，用户使用不同的建造者即可得到不同的对象

3 可以更加精细的控制产品的创建过程。将复杂的创建步骤分解在不同的方法里，使得创建过程更加清晰，也方便程序控制创建过程

4 增加新的建造者无须修改原有代码。指挥者针对抽象建造者编程，系统扩展方便，符合“开闭原则”

5 建造者模式所创建的产品一般具有较多共同点。如果产品之间差异性太大，就不适合使用建造者模式

6 如果产品内部变化复杂，可能会导致需要很多建造者来实现这种变化，导致系统变得庞大。这种情况下，也要考虑是否选择建造者模式

7 抽象工厂模式 VS 建造者模式

抽象工厂模式实现对产品家族的创建。一个产品家族是这样的一系列产品：具有不同分类维度的产品组合。采用抽象工厂模式不需要关心构建过程，只关心什么产品由什么工厂生产即可。

建造者模式则是要求按照指定的蓝图建造产品，它的主要目的是通过组装零配件而生产一个新产品
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原文地址：https://www.cnblogs.com/tenny-peng/p/13370426.html