设计模式之建造者模式

建造者模式

盖房问题

1. 需要建造房子，这一过程为打桩，砌墙，封顶
2. 房子有各种各样的，比如普通房、高楼、别墅，各种房子的过程虽然一样，但是要求不一样

传统方法解决盖房要求

思路分析（图解）

代码

public abstract class AbstractHouse {
	
	//打地基
	public abstract void buildBasic();
	//砌墙
	public abstract void buildWalls();
	//封顶
	public abstract void roofed();
	
	public void build() {
		buildBasic();
		buildWalls();
		roofed();
	}
	
}

public class CommonHouse extends AbstractHouse {

	@Override
	public void buildBasic() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(" 普通房子打地基 ");
	}

	@Override
	public void buildWalls() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(" 普通房子砌墙 ");
	}

	@Override
	public void roofed() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(" 普通房子封顶 ");
	}

}

public class Client {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		CommonHouse commonHouse = new CommonHouse();
		commonHouse.build();
	}

}

传统方式的问题分析

1. 优点是比较好理解，简单易操作
2. 设计的程序结构过于简单，没有设计缓存层对象，不利于程序的扩展和维护，这种设计方案把产品和创建产品的过程封装在一起，耦合性增强了。

建造者模式基本介绍

1. 建造者模式又叫生成器模式，是一种构建模式，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。
2. 建造者模式是一步一步建造一个复杂的对象，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。

建造者模式的四个角色

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。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。

建造者模式原理图

使用建造者模式解决盖房问题

1. 需要建房子，这一过程为打桩、砌墙、封顶。不管是哪种类型的房子，都需要这些过程。

思路图解

代码实现

public class Client {
	public static void main(String[] args) {
		
		//盖普通房子
		CommonHouse commonHouse = new CommonHouse();
		//准备创建房子的指挥者
		HouseDirector houseDirector = new HouseDirector(commonHouse);
		
		//完成盖房子，返回产品(普通房子)
		House house = houseDirector.constructHouse();
		
		//System.out.println("输出流程");
		
		System.out.println("--------------------------");
		//盖高楼
		HighBuilding highBuilding = new HighBuilding();
		//重置建造者
		houseDirector.setHouseBuilder(highBuilding);
		//完成盖房子，返回产品(高楼)
		House house = houseDirector.constructHouse();	
		
	}
}

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

	protected House house = new House();
	
	//将建造的流程写好, 抽象的方法
	public abstract void buildBasic();
	public abstract void buildWalls();
	public abstract void roofed();
	
	//建造房子好， 将产品(房子) 返回
	public House buildHouse() {
		return house;
	}
	
}

public class CommonHouse extends HouseBuilder {

	@Override
	public void buildBasic() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(" 普通房子打地基5米 ");
	}

	@Override
	public void buildWalls() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(" 普通房子砌墙10cm ");
	}

	@Override
	public void roofed() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(" 普通房子屋顶 ");
	}

}

public class HighBuilding extends HouseBuilder {

	@Override
	public void buildBasic() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(" 高楼的打地基100米 ");
	}

	@Override
	public void buildWalls() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(" 高楼的砌墙20cm ");
	}

	@Override
	public void roofed() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(" 高楼的透明屋顶 ");
	}

}

public class House {
	private String baise;
	private String wall;
	private String roofed;
	public String getBaise() {
		return baise;
	}
	public void setBaise(String baise) {
		this.baise = baise;
	}
	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;
	}
	
}

//指挥者，这里去指定制作流程，返回产品
public class HouseDirector {
	
	HouseBuilder houseBuilder = null;

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

	//通过setter 传入 houseBuilder
	public void setHouseBuilder(HouseBuilder houseBuilder) {
		this.houseBuilder = houseBuilder;
	}
	
	//如何处理建造房子的流程，交给指挥者
	public House constructHouse() {
		houseBuilder.buildBasic();
		houseBuilder.buildWalls();
		houseBuilder.roofed();
		return houseBuilder.buildHouse();
	}
	
}

建造者模式在JDK中的应用

StringBuilder中的建造者模式

1. Appendable接口定义了多个append方法（抽象方法），即Appendable为抽象建造者，定义了抽象方法。
2. AbstracStringBuilder实现了Appendable接口方法，这里的AbstractStringBuilder已经是建造者，只是不能实例化。
3. StringBuilder即充当了指挥者角色，同时充当了具体的建造者，建造方法的实现是由AbstractStringBuilder完成。

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建造过程解耦，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，而与其他建造者无关，因此可以很方便地替换具体建造者或者增加具体建造者，用户使用不同的具体建造者即可以的到不同的产品对象。
3. 可以更加精细地控制产品的创建过程，将复杂的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无需修改原有类库的diamante，指挥者针对抽象建造者类编程，系统扩展更方便，符合“开闭原则”。
5. 建造者模式锁建造的产品一般都具有共同点，其组成相似，如果产品之间差异很大，则不适用。
6. 如果产品内部复杂，可能会导致需要定义很多具体建造者来实现这种变化，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。

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建造，一个产品家族是这样一系列产品：具有不同分类维度的产品组合，采用抽象工厂模式不需要关心构建过程，只关心什么产品由什么工厂生产即可。而建造者模式则是要求按照指定的蓝图构建产品，它的主要目的是通过组装零配件而产生一个新产品。