Java设计模式之建造者模式

前言

建造者模式是一种较为复杂的创建型模式，它将客户端与包含多个组成部分的复杂对象的创建过程分离，客户端无须知道复杂对象的内部组成部分与装配方式，只需要知道所需建造者的类型即可。建造者模式关注如何一步步地创建一个复杂对象，不同的具体建造者定义了不同的创建过程，而且具体建造者相互独立，更换建造者或增加新的建造者非常方便，系统具有较好的扩展性。

正文

定义

定义如下：

建造者模式： 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。
Builder Pattern： Separate the construction of a complex object from its representation so that
the same construction process can create different representations.

建造者模式是一种对象创建型模式。

结构

建造者模式包含抽象建造者、具体建造者、产品和指挥者4个角色。

• 抽象建造者为创建一个产品对象的各个部件声明抽象接口
• 具体建造者实现了抽象建造者接口，实现各个部件的构造和装配方法，定义并明确它所创建的复杂对象，还可以提供一个方法返回创建好的复杂产品对象
• 产品角色是被构建的复杂对象，包含多个组成部件
• 指挥者负责安排负责对象的建造次序，在其建造方法construct()中调用建造者对象的部件构造与装配方法，完成复杂对象的建造

指挥者类的深入讨论

1、省略Director

有些情况下，为了简化系统结构，可以将Director和抽象建造者Builder进行合并，在Builder中提供逐步构建复杂产品对象的construct()方法。
如果construct()方法较为复杂，待构建产品的组成部分较多，建议还是将construct()方法单独封装在Director中，这样更符合单一职责原则。

2、钩子方法的引入

建造者模式可以通过增加一类称为狗钩子方法（Hook Method）的特殊方法来控制是否对某个buildPartX()进行调用。
钩子方法的返回类型通常为boolean类型，方法名一般为isXXX()，钩子方法定义在抽象建造者类中。

建造者模式的优缺点与适用环境

优点

1. 在建造者模式中，客户端不必知道产品内部组成的细节，将产品本身与产品的创建过程解耦，使得相同的创建过程可以创建出不同的产品对象。
2. 每一个具体建造者都相对独立，而与其他的具体建造者无关，因此可以很方便地替换具体建造者或增加新的具体建造者，用户使用不同的具体建造者即可得到不同的产品对象。由于指挥者类针对抽象建造者编程，增加新的具体建造者无须修改原有类库的代码，系统扩展方便，符合开闭原则。
3. 可以更加精细地控制产品的创建过程。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，也更方便使用程序来控制创建过程。

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，如很多组成部分都不相同，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，增加系统的理解难度和运行成本。

适用环境

1. 需要生成的产品对象有复杂的内部结构，这些产品对象通常包含多个成员变量
2. 需要生成的产品对象的属性相互依赖，需要指定其生成顺序
3. 对象的创建过程独立于创建该对象的类。在建造者模式中通过引入指挥者类将创建过程封装在指挥者类中，而不在建造者类和客户类中
4. 隔离复杂对象的创建和引用，并使得相同的创建过程可以创建不同的产品

以上文字，大量摘抄自《Java设计模式》一书，由刘伟老师编著，故本文应当列入转载一类，有兴趣的朋友可以直接阅读原书。