建造者模式(Builder)

建造者模式通过提供一个抽象接口规范产品的组件建造,ConcreteBuilder实现接口并具体化对象的构建过程。Director负责指导创建,而Product表示具有复杂结构的对象。此模式适用于构建对象内部结构相互依赖的情况,如汽车生产,厂长(Director)指导生产线总管(ConcreteBuilder)按顺序建造发动机、底盘和外壳,最终组装成汽车。

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    建造模式是一个复杂的构建与其表示相分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示,将其复杂的内部创建封装在内部,对于外部调用的人来说,只需要传入建造者和建造工具,对于内部是如何建造成成品的,调用者无需关心。工厂类模式提供的是创建单个类的模式,而建造者模式则是将各种产品集中起来进行管理,用来创建复合对象,所谓复合对象就是指某个类具有不同的属性。
    建造者模式通常包括下面几个角色:
  • Builder:给出一个抽象接口,以规范产品对象的各个组成成分的建造。这个接口规定要实现复杂对象的哪些部分的创建,并不涉及具体的对象部件的创建。
  • ConcreteBuilder:实现Builder接口,针对不同的商业逻辑,具体化复杂对象的各部分的创建。 在建造过程完成后,提供产品的实例。
  • Director:调用具体建造者来创建复杂对象的各个部分,在指导者中不涉及具体产品的信息,只负责保证对象各部分完整创建或按某种顺序创建。
  • Product:要创建的复杂对象。
    使用场景: 
  • 需要生成的对象具有复杂的内部结构。 
  • 需要生成的对象内部属性本身相互依赖。
    与工厂模式的区别是: 工厂方法模式的对象粒度比较粗,建造者模式的产品对象粒度比较细。建造者模式更加关注与零件装配的顺序。
如下举例说明:汽车厂生产一辆汽车(ConcreteBuilder),内部可分为生产发动机(ProductEngine)、底盘(ProductChassis)和外壳(ProductShell)三个步骤。
  • 汽车生产厂厂长(Diretor)根据市场需要生产不同种类汽车,可供客户选择不同的
  • 厂长调研后,将生产企业划分为生产发动机(ProductEngine)、底盘(ProductChassis)和外壳(ProductShell)三个步骤。
  • 生产线总管(ConcreteBuilder)去构建;
  • 将组装起来的车进行售卖。
样例如下:


public interface Builder {
//生产发动机
public abstract void buildEngine(String type);
//生产底盘
public abstract void buildChassis(String type);
//生产外壳
public abstract void buildShell(String type);
public abstract Car getCar();
}

public class Director {
//持有当前需要使用的建造器对象
private Builder builder;
//发动机类型
private String engineType;
//底盘类型
private String chassisType;
//外壳类型
private String shellType;
Director(Builder builder) {
this.builder = builder;
}
public String getEngineType() {
return engineType;
}
public void setEngineType(String engineType) {
this.engineType = engineType;
}
public String getChassisType() {
return chassisType;
}
public void setChassisType(String chassisType) {
this.chassisType = chassisType;
}
public String getShellType() {
return shellType;
}
public void setShellType(String shellType) {
this.shellType = shellType;
}
//产品构造方法,负责调用各个建造方法
public void construct(){
//首先生产发动机
//声明为抽象方法,具体由子类实现
builder.buildEngine(engineType);
//其次生产底盘
//声明为抽象方法,具体由子类实现
builder.buildChassis(chassisType);
//最后生产外壳
//声明为抽象方法,具体由子类实现
builder.buildShell(shellType);
}
}

//建造者类
public class ConcreteBuilder implements Builder {
private Car car = new Car();
@Override
public void buildEngine(String type) {
if("engineHigh".equals(type)) {
Part engine = new EngineHigh();
car.addPrt(engine);
System.out.println("生产发动机");
}
else if("engineLow".equals(type)) {
Part engine = new EngineLow();
car.addPrt(engine);
}
}
@Override
public void buildChassis(String type) {
if("chassisHigh".equals(type)) {
Part chassis = new ChassisHigh();
car.addPrt(chassis);
}
else if("chassisLow".equals(type)) {
Part chassis = new ChassisLow();
car.addPrt(chassis);
}
}
@Override
public void buildShell(String type) {
if("shellRed".equals(type)) {
Part shell = new ShellRed();
car.addPrt(shell);
}
else if("shellBlack".equals(type)) {
Part shell = new ShellBlack();
car.addPrt(shell);
}
}
@Override
public Car getCar() {
return car;
}
}

public class Car {
//汽车模块集合
private List<Part> parts = new ArrayList<Part>();
//组装零件
public void addPrt(Part part){
parts.add(part);
}
//展示生产的零件
public void showParts() {
for(Part part: parts)
{
System.out.println("已经生产了:" + part.name() + ",价格为: " + part.price());
}
}
//获取当前Car的价格
public float getCost() {
float cost = 0;
for(Part part: parts)
{
cost += part.price();
}
return cost;
}
}

public interface Part {
//价格
public float price();
//名称
public String name();
}

public abstract class Engine implements Part {
@Override
public float price() {
// TODO Auto-generated method stub
return 0;
}
@Override
public String name() {
// TODO Auto-generated method stub
return null;
}
}

public class EngineHigh extends Engine {
public float price() {
return (float) 10.12;
}
public String name() {
return "高配发动机";
}
}

public class EngineLow extends Engine {
public float price() {
return (float) 10.12;
}
public String name() {
return "高配发动机";
}
}

public abstract class Chassis implements Part {
@Override
public float price() {
// TODO Auto-generated method stub
return 0;
}
@Override
public String name() {
// TODO Auto-generated method stub
return null;
}
}

public class ChassisHigh extends Chassis {
public float price() {
return (float) 5.3;
}

public String name() {
return "高配底盘";
}
}

public class ChassisLow extends Chassis {
public float price() {
return (float) 3.1;
}
public String name() {
return "低配底盘";
}
}

public abstract class Shell implements Part {
@Override
public float price() {
// TODO Auto-generated method stub
return 0;
}
@Override
public String name() {
// TODO Auto-generated method stub
return null;
}
}

public class ShellBlack extends Shell{
public float price() {
return (float) 1.9;
}
public String name() {
return "黑色外壳";
}
}

public class ShellRed extends Shell{
public float price() {
return (float) 1.9;
}
public String name() {
return "红色外壳";
}
}

public class BuilderDemo {
public static void main(String[] args) {
Builder builder = new ConcreteBuilder();
Director director = new Director(builder);
director.setEngineType("engineHigh");
director.setChassisType("chassisHigh");
director.setShellType("shellRed");
director.construct();
Car car = builder.getCar();
car.showParts();
float price = car.getCost();
System.out.println(price);
}
}

生产发动机
已经生产了:高配发动机,价格为: 10.12
已经生产了:高配底盘,价格为: 5.3
已经生产了:红色外壳,价格为: 1.9
17.32



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