Builder模式

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Builder模式

定义

生成器模式也称为建造者模式。生成器模式的意图在于将一个复杂的构建过程和产品相分离，使得同样的构建过程可以创建不同的产品。

在软件设计中，有时候面临着一个非常复杂的对象的创建工作。这个复杂的对象通常可以分成几个较小的部分，由各个子对象组合出这个复杂对象的过程相对来说比较稳定，但是子对象的创建过程各不相同并且可能面临变化。好在这个复杂对象的组装过程是不变的，因此可以把这个组装过程封装起来。

比如生产汽车，汽车由很多不同的工程师负责组装完成，每个工程师有自己负责的一些部件。设计师负责画图纸设定组装过程，并告诉工程师需要的各项部件，最终工程师根据设计师的指示完成产品的生产。至于这些部件是从哪来的，实际是如何被组装在一起的，设计师完全不用关心。

类结构图

builer模式中主要有两个角色：一个是builder（相当于工程师），一个是director（相当于设计师）。builder有构建对象各个部分的功能，以及最后组装对象的功能，而director负责告诉builder各项参数，最后由builder来创建最终的产品对象。

l Builder:为创建Product对象的各个部件指定抽象接口。

l ConcreteBuilder:实现Builder的接口以构造和装配该产品的各个部件，定义并明确它所创建的产品的表示，并提供一个检索产品的接口。

l Director:调用Builder，设置创建参数。

l Product:表示被构造的复杂对象。ConcreteBuilder创建该产品的内部表示并定义它的装配过程，包含定义组成部件的类，以及将这些部件装配成最终产品的接口。

代码示例

假设要组装一辆自行车，并且自行车就是车轮和车架组成。

Builder对应于组装自行车所使用的车轮和车架

ConcreteBuiler对应于自行车的车轮和车架，同时可以返回一辆自行车。

Product对应于自行车。

Director表示组装过程。

此时我们再来理解下面这句话：“在软件系统中，有时候面临着“一个复杂对象”的创建工作，其通常由各个部分的子对象用一定的算法构成；由于需求的变化，这个复杂对象的各个部分经常面临着剧烈的变化，但是将它们组合在一起的算法确相对稳定。”

自行车就是“一个复杂对象”，它有车轮和车架组成，但不管车轮和车架这两个部件怎么变化，生产一辆自行车的过程是不会变的，即组装过程是不会变的。

下面是java示例代码：

Product - Bike

public class Bike {  

    //自行车车架数量  

    int frameNumber;  

    //自行车轮子数量  

    int wheelNumber;  

    public Bike(){  

        frameNumber = 1;  

        wheelNumber = 4;  

    }  

    public int getFrameNumber() {  

        return frameNumber;  

    }  
      
    public int getWheelNumber() {  

        return wheelNumber;  

    }  

}

Builder - BikeBuilder

public abstract class BikeBuilder {  

    // build bike's framework

    public abstract void BuildFrame(int frameNumber);  

    //build bike's wheels  

    public abstract void BuildWheels(int wheelNumber);  

    // get the final product: a bike 

    public abstract Bike getBike();  

}

ConcreteBuilder - ConcreteBikeBuilder

public class ConcreteBikeBuilder extends BikeBuilder {  

    Bike  bike;  

    public ConcreteBikeBuilder(){  

        bike = new Bike();  

    }

    @Override  

    public void BuildFrame(int frameNumber) {  

        bike.frameNumber = frameNumber;  

    }  
  

    @Override  

    public void BuildWheels(int wheelNumber) {  
        bike.wheelNumber = wheelNumber;  

    }    

    @Override  

    public Bike getBike() {  

        return bike;  

    }  

}

Director - BikeDirector

public class BikeDirector {  

   public void createBike(BikeBuilder concreteBuilder){  

       concreteBuilder.BuildFrame(1);  

       concreteBuilder.BuildWheels(4);  

   }

}

Test

public class TestClient {  
  
    public static void main(String[] args) {  

        Bike bike = new Bike();  

        BikeBuilder  builder = new ConcreteBikeBuilder();  

        BikeDirector director = new BikeDirector();  

        director.createBike(builder);  

        bike = builder.getBike();

    }

}