建造者模式

建造者模式是一种对象构建模式,用于一步步创建复杂的对象。它将构造过程抽象化,允许不同实现构造不同表现的对象。模式包括Product、Builder、ConcreteBuilder和Director四个角色。通过建造者模式,客户端可以隔离产品创建过程,同时可以精细控制产品的构建步骤,适用于产品组件相似的情况。但当产品差异大或内部变化复杂时,可能不适用。

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一、建造者模式介绍

      建造者模式又叫生成器模式,是一种对象构建模式。它可以将复杂对象的构造过程抽象出来(抽象类别),使这个抽象过程的不同实现方法可以构造出不同表现的对象。

       建造者模式是一步一步创建一个复杂的对象,它允许用户只通过制定负责对象的类型和内容就可以构建它们,用户不需要知道内部的具体构建细节。

二、建造者模式原理图

建造者模式有四个角色:Product、Builder、ConcreteBuilder、Director。这四个角色说明如下:

1)Product(产品角色):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。它主要是用于创建一个复杂的对象。主要有两个作用:一是隔离了客户与对象的生成过程,二是负责控制产品对象的生产过程

三、建造模式例子

       建房子这一过程为打桩、砌墙、封顶。不管是普通房子也好,别墅也好,都要经历这些过程,下面我们使用建造者模式来完成盖房子的需求。类图如下所示:

代码如下所示:

创建House类:

//产品
public class House{
    private String basic;
    private String wall;
    private String roofed;

    public String getBasic(){
        return basic;
    }

    public void setBasic(String basic){
        this.basic = basic; 
    }


    public String getWall(){
        return wall;
    }

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


    public String getRoofed(){
        return roofed;
    }

    public void setRoofed(String roofed){
        this.roofed= roofed; 
    }
}

创建HouseBuilder抽象类及其子类:

public abstract class HouseBulider{
    private House house = new House();

    public abstract void buildBasic();

    public abstract void buildWall();

    public abstract void buildRoofed();

    //建造好房子,将产品返回
    public House buildHouse(){
        return house;
    }
}
public class CommonHouse extends HouseBuilder{

    public void buildBasic(){
        System.out.println("普通房子打地基5米");
    }

    public void buildWall(){
        System.out.println("普通房子砌墙5厘米");
    }

    public void buildRoofed(){
        System.out.println("普通房子屋顶");
    }
}
public class HighHouse extends HouseBuilder{

    public void buildBasic(){
        System.out.println("高楼打地基100米");
    }

    public void buildWall(){
        System.out.println("高楼砌墙20厘米");
    }

    public void buildRoofed(){
        System.out.println("高楼屋顶");
    }
}

创建HouseDirect类:

public class HouseDirector{

    private HouseBuilder builder;

    public HouseDirector(HouseBuilder builder){
        this.builder = builder;
    }

    public void setHouseBuilder(HouseBuilder builder){
        this.house = house;
    }
    
    //处理建造房子的流程,交给指挥者
    public House constructHouse(){
        builder.buildBasic();
        builder.buildWall();
        builder.buildRoofed();

        return builder.builderHouse();
    }

}

四、建造者模式的注意事项和细节

1)客户端(使用程序)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

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

4)增加新的具体建造者时,无须修改原有类库的代码,指挥者针对抽象建造者类编程,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

6)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,因此这种情况下,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:具有不同分类纬度的产品组合,采用抽象工厂模式不需要关心构建过程,只关系什么产品由什么工厂生产即可,而建造者模式则是要求指定的蓝图建造产品,它的主要目的是通过组装零配件而产品一个新产品

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