【一天一个设计模式】—— 建造者模式 (Builder Pattern)

定义

Separate the construction of a complex object from its representation so that the same construction process can create different representations.
将一个复杂对象的构建与它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

从定义的表示我们可以看出，建造者模式本质上就是一个建造工厂，它可以建造各种不同的对象，但是我们看不到其具体流程，即构建与表示分离。

UML图

从图中可知，建造者模式由4部分组成：

1. 指挥者Director
2. 建造者Builder
3. 具体建造者ConcreteBuiler
4. 产品Product

1.指挥者Director，其作用是指挥产品建造的步骤和流程，即定义使用建造者Builder中的方法来生成实例的方法。

2.建造者Builder，通常是一个接口或抽象类，其作用是定义出建造产品所需要的所有方法。

3.具体建造者ConcreteBuiler，继承或实现建造者Builder，其作用是实现建造产品所需要的所有方法，并且定义获取最终产品的方法。

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下面通过代码来分析建造者模式。

假设你要去电脑城组装一台电脑，定义：电脑商铺老板为Director，电脑安装方案为Builder，装机人员为ConcreteBuilder，安装好的电脑为Product。

1.创建Builder

//抽象类Builder
public  abstract class Builder {  
	//组装电脑的抽象方法(3步)
    public abstract void  BuildCPU();

    public abstract void BuildMainboard();
    
    public abstract void BuildHD();
	//定义获取最终产品的抽象方法
    public abstract Computer GetComputer();
}

2.创建Director

public class Director{
    //指挥装机人员组装电脑
    public void Construct(Builder builder){         
       builder.BuildCPU();
       builder.BuildMainboard();
       builder.BuildHD();
    }
 }

3.创建ConcreteBuilder

  public class ConcreteBuilder extend Builder{
 
    Computer computer = new Computer();

    //组装产品
    @Override
    public void BuildCPU(){  
       computer.Add("组装CPU")
    }  

    @Override
    public void BuildMainboard(){
       computer.Add("组装主板")
    }  

    @Override
    public void BuildHD(){
       computer.Add("组装主板")
    }  

    //返回组装好的电脑
     @Override
      public Computer GetComputer(){
      return computer
    }  
}

4.定义Product

public class Computer{
    
    //电脑零件的集合
    private List<String> parts = new ArrayList<String>()；
     
    //用于将组件组装到电脑里
    public void Add(String part){
    	parts.add(part);
	}
	
    //显示建造信息
    public void Show(){
          for (int i = 0;i<parts.size();i++){    
          	  System.out.println("组件" + parts.get(i) + "装好了");
          }
          System.out.println("电脑组装完成,请验收");
	}

}

5.测试

public class Builder Pattern{
  public static void main(String[] args){
		//创建指挥者
		Director director = new Director();
		//创建建造者
		Builder builder = new ConcreteBuilder();
		//指挥者指挥传入过来的建造者建造产品
		director.Construct(builder);
		//获取最终产品
		Computer computer = builder.GetComputer();
		//显示建造过程
		computer.Show()；
  }
}

通过代码可知，建造者模式的核心为建造者Builder、具体建造者ConcreteBuilder、指挥者Director，指挥者通过指挥传入过来的Builder执行建造方法，建造完成后，通过builder获取最终产品。

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总结：

1.优点

1. 易于解耦，将产品本身与产品创建过程进行解耦，可以使用相同的创建过程来得到不同的产品。也就说细节依赖抽象。
2. 易于精确控制对象的创建，将复杂产品的创建步骤分解在不同的方法中，使得创建过程更加清晰
3. 易于拓展，增加新的具体建造者无需修改原有类库的代码，易于拓展，符合“开闭原则”
   — by：Carson带你学安卓*

2.缺点

1. 建造者模式所创建的产品一般具有较多的共同点，其组成部分相似；如果产品之间的差异性很大，则不适合使用建造者模式，因此其使用范围受到一定的限制。
2. 如果产品的内部变化复杂，可能会导致需要定义很多具体建造者类来实现这种变化，导致系统变得很庞大。
   — by：Carson带你学安卓

3.使用场景

1. 相同的方法，不同的执行顺序，产生不同的事件结果时，可以采用建造者模式。
2. 多个部件或零件，都可以装配到一个对象中，但是产生的运行结果又不相同时，则可以使用该模式。
3. 产品类非常复杂，或者产品类中的调用顺序不同产生了不同的效能，这个时候使用建造者模式非常合适。

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建造者模式与工厂模式的不同：

建造者模式最主要的功能是基本方法的调用顺序安排，这些基本方法已经实现了，
顺序不同产生的对象也不同。
工厂模式则重点是创建，创建零件是它的主要职责，而不关心组装顺序。