一、定义
建造者(Builder)模式: 又名生成器模式,是一种对象构建模式。指将一个复杂对象的构造与它的表示分离,使同样的构建过程可以创建不同的表示。它是将一个复杂的对象分解为多个简单的对象,然后一步一步构建而成。它将变与不变相分离,即产品的组成部分是不变的,但每一部分都是可以灵活选择的。
二、建造者模式结构和实例
建造者模式由产品、抽象建造者、具体建造者、指挥者等4个要素构成。
- 产品(Product)角色:它是包含多个组成部件的复杂对象,由具体建造者来创建其各个部件。
- 抽象建造者(Builder):它是一个包含创建产品各个子部件的抽象方法的接口,通常还包含一个返回复杂产品的方法getResult()。
- 具体建造者(Concrete Builder):实现Builder接口,完成复杂产品的各个部件的具体创建方法。
- 指挥者(Director):它调用建造者对象中的部件构造与装配方法完成复杂对象的创建,在指挥者中不涉及具体产品的信息。
例如:在游戏中创建一个形象时,需要对每个部位进行创建。简化而言,需要创建头部,身体和四肢。
Product(要创建的复杂对象)
public class Person {
private String head;
private String body;
private String foot;
public String getHead() {
return head;
}
public void setHead(String head) {
this.head = head;
}
public String getBody() {
return body;
}
public void setBody(String body) {
this.body = body;
}
public String getFoot() {
return foot;
}
public void setFoot(String foot) {
this.foot = foot;
}
}
Builder
public interface PersonBuilder {
void buildHead();
void buildBody();
void buildFoot();
Person buildPerson();//组装
}
ConcreteBuilder
public class ManBuilder implements PersonBuilder {
Person person = new Person();
public ManBuilder() {
person = new Person();//创建一个person实例,用于调用set方法
}
public void buildBody() {
person.setBody("建造身体部分");
}
public void buildFoot() {
person.setFoot("建造四肢部分");
}
public void buildHead() {
person.setHead("建造头部部分");
}
public Person buildPerson() {
return person;//返回一个person实例
}
}
Director
public class PersonDirector {
public Person constructPerson(PersonBuilder pb) {
//按照 身体--->头部--->四肢 的顺序创建人物
pb.buildHead();
pb.buildBody();
pb.buildFoot();
return pb.buildPerson();
}
}
测试
public class Test {
public static void main(String[] args) {
PersonDirector pd = new PersonDirector();
Person person = pd.constructPerson(new ManBuilder());
System.out.println(person.getBody());
System.out.println(person.getFoot());
System.out.println(person.getHead());
}
}
三、建造者模式优缺点
优点:
- 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”。
缺点:
- 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。
四、建造者模式应用场景
建造者(Builder)模式创建的是复杂对象,其产品的各个部分经常面临着剧烈的变化,但将它们组合在一起的算法却相对稳定,所以它通常在以下场合使用。
- 创建的对象较复杂,由多个部件构成,各部件面临着复杂的变化,但构件间的建造顺序是稳定的。
- 创建复杂对象的算法独立于该对象的组成部分以及它们的装配方式,即产品的构建过程和最终的表示是独立的。