建造者模式

最新推荐文章于 2025-02-11 10:42:17 发布

zhangrh9797

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分类专栏：设计模式

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建造者模式案例（造房子）

假设建造房子的过程一般为：打地基、砌墙、封顶。

代码实现建造普通房子和高楼的过程。

1、传统方式实现

AbsBuildHouse：抽象的建造房子类，其中buildBasic()、buildWall()、capping()三个方法都是抽象方法，由具体的房子来实现，build()中调用了三个方法。
CommonHouse（普通房子）、HighHouse（高楼）：两种房子类，继承AbsBuildHouse并实现其中的三个抽象方法。
Client：客户端类，依赖AbsBuildHouse创建房子。

代码实现：

客户端Client：

package 建造者模式;

/**
 * 客户端
 */
public class Client {
	public static void main(String[] args) {
		System.out.println("============建造普通房子============");
		AbstractHouse commonHouse = new CommonHouse();
		commonHouse.build();

		System.out.println("============建造高楼============");
		AbstractHouse highHouse = new HighHouse();
		highHouse.build();

	}
}

抽象建造者AbsBuildHouse：

package 建造者模式;

public abstract class AbstractHouse {
	public abstract void buildBasic();

	public abstract void buildWalls();

	public abstract void roofed();
	
	public void build(){
		buildBasic();
		buildWalls();
		roofed();
	}
}

两种房子类：

/**
 * 普通房子
 */
class CommonHouse extends AbstractHouse {
	/**
	 * 打地基
	 */
	@Override
	public void buildBasic() {
		System.out.println("普通房子打地基");
	}

	/**
	 * 砌墙
	 */
	@Override
	public void buildWalls() {
		System.out.println("普通房子砌墙");
	}

	/**
	 * 封顶
	 */
	@Override
	public void roofed() {
		System.out.println("普通房子封顶");
	}
}

/**
 * 高层房子
 */
class HighHouse extends AbstractHouse {
	/**
	 * 打地基
	 */
	@Override
	public void buildBasic() {
		System.out.println("高楼打地基");
	}

	/**
	 * 砌墙
	 */
	@Override
	public void buildWalls() {
		System.out.println("高楼搭墙");
	}

	/**
	 * 封顶
	 */
	@Override
	public void roofed() {
		System.out.println("高楼封顶");
	}
}

传统方式优缺点分析：

    优点是比较好理解，简单易操作。
    设计的程序结构过于简单，没有设计缓存层对象，程序的扩展和维护不好。也就是说，这种设计方案，把产品（即：房子）和创建产品的过程（即：建房子流程）封装在一起，耦合性增强了。
    解决方案：将产品和产品建造过程进行解耦 ==> 建造者模式。

2、建造者模式

基本介绍

    建造者模式（BuilderPattern)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建造过程抽象出来（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（属性）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复杂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。
    形象的形容：用户去买一辆车,只需要得到这辆车，而不会关心车辆的制造（将轮子、方向盘、发动机等等组装），即制造过程不需要用户了解

建造者模式的四个角色

Product(产品角色）：一个具体的产品对象。
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。
ConcreteBuilder(具体建造者）：实现接口，构建和装配各个部件。
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。它主要有两个作用，一是：隔离了客户与对象的生产过程，二是：负责控制产品对象的生产过程。

代码实现：

客户端类：

package 建造者模式;

/**
 * 客户端
 */
public class Client {
	public static void main(String[] args) {
		System.out.println("============建造普通房子============");
		CommonHouse commonHouse = new CommonHouse();
		HouseDirector houseDirector = new HouseDirector(commonHouse);
		houseDirector.constuructHouse();
		

		System.out.println("============建造高楼============");
		houseDirector.setHouseBuilder(new HighHouse());
		houseDirector.constuructHouse();

	}
}

产品的抽象类：

package 建造者模式;

/**
 * 产品 -->房子
 */
public class House {
	
	private String basic;	// 地基
	private String wall;	// 墙壁
	private String roofed;	// 屋顶
	
	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;
	}
	
	
}

产品的具体类(HighHouse)：

package 建造者模式;

/**
 * 高楼房子
 */
public class HighHouse extends HouseBuilder{

	@Override
	public void buildBasic() {
		System.out.println("高楼打50米地基");
		
	}

	@Override
	public void buildWall() {
		System.out.println("墙壁砌20厘米");
		
	}

	@Override
	public void roofed() {
		System.out.println("使用透明屋顶");
		
	}
	
}

产品的具体类(CommonHouse)：

package 建造者模式;

/**
 * 普通房子
 */
public class CommonHouse extends HouseBuilder{

	@Override
	public void buildBasic() {
		System.out.println("普通房子打5米地基");

	}

	@Override
	public void buildWall() {
		System.out.println("墙壁砌10厘米");

	}

	@Override
	public void roofed() {
		System.out.println("盖普通屋顶");

	}

}

抽象的建造类：

package 建造者模式;

/**
 * 抽象的建造者
 */
public abstract class HouseBuilder {

	protected House house = new House();

	public abstract void buildBasic();
	public abstract void buildWall();
	public abstract void roofed();

	// 建造房子  建好之后将房子返回
	public House buildHouse() {
		return house;
	}
}

指挥者类：

package 建造者模式;

/**
 * 指挥者，动态的指挥流程，返回产品
 */
public class HouseDirector {

	private HouseBuilder houseBuilder = null;

	// 构造器传入 HouseBuilder
	public HouseDirector(HouseBuilder houseBuilder) {
		this.houseBuilder = houseBuilder;
	}

	// 通过 setter 方法设置 HouseBuilder
	public void setHouseBuilder(HouseBuilder houseBuilder) {
		this.houseBuilder = houseBuilder;
	}


	// 如何处理建房的流程  ，交给指挥者
	public House constuructHouse(){
		houseBuilder.buildBasic();
		houseBuilder.buildWall();
		houseBuilder.roofed();
		return houseBuilder.buildHouse();
	}
}

建造者模式的注意事项和细节

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。
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
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
增加新的具体建造者无须修改原有类库的代码，指挥者类针对抽象建造者类编程，系统扩展方便，符合“开闭原则”
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
如果产品的内变化复杂，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，因此在这种情况下，要考虑是否选择建造者模式