7、设计模式-创建型模式-建造者模式
建造者模式
建造者模式是较为复杂的创建型模式
将客户端与包含多个组成部分的复杂对象的创建过程分离
客户端无须知道复杂对象内部组成部分与装配方式
只需要知道所需要建造者类型即可
关注如何一步一步创建一个复杂对象
不同的具体建造者定义了不同的创建过程
且具体建造者相互独立，增加方便，无须修改已有代码，系统的扩展性好
定义：
将一个复杂对象的构造与它的表示分离
使得同样的构建过程可以创建不同的表示
是一种对象创建型模式
图构：
角色：
Builder（抽象建造者）：它为创建一个产品Product对象的各个部件指定抽象接口，在该接
口中一般声明两类方法，一类方法是buildPartX()，它们用于创建复杂对象的各个部件；另一
类方法是getResult()，它们用于返回复杂对象。Builder既可以是抽象类，也可以是接口。
ConcreteBuilder（具体建造者）：它实现了Builder接口，实现各个部件的具体构造和装配方
法，定义并明确它所创建的复杂对象，也可以提供一个方法返回创建好的复杂产品对象。
Product（产品角色）：它是被构建的复杂对象，包含多个组成部件，具体建造者创建该产品
的内部表示并定义它的装配过程。
Director（指挥者）：指挥者又称为导演类，它负责安排复杂对象的建造次序，指挥者与抽
象建造者之间存在关联关系，可以在其construct()建造方法中调用建造者对象的部件构造与装
配方法，完成复杂对象的建造。客户端一般只需要与指挥者进行交互，在客户端确定具体建
造者的类型，并实例化具体建造者对象（也可以通过配置文件和反射机制），然后通过指挥
者类的构造函数或者Setter方法将该对象传入指挥者类中。
建造者模式与抽象工厂模式有点相似
建造者模式返回一个完整的复杂产品
抽象工厂模式返回一系列相关的产品
抽象工厂模式中，客户端通过选择具体工厂来生成所需对象
建造者模式中，客户端通过指定具体建造者类型并指导Director类如何去生成对象侧重于一步步构造一个复杂对象，然后将结果返回。
事例：
游戏使用建造者模式实现游戏角色的创建
复杂角色：
public class Actor { private String type; //角色类型 private String sex; //性别 private String face; //脸型 private String costume; //服装 private String hairstyle; //发型 public void setType(String type) { this.type = type; } public void setSex(String sex) { this.sex = sex; } public void setFace(String face) { this.face = face; } public void setCostume(String costume) { this.costume = costume; } public void setHairstyle(String hairstyle) { this.hairstyle = hairstyle; } public String getType() { return (this.type); } public String getSex() { return (this.sex); } public String getFace() { return (this.face); } public String getCostume() { return (this.costume); } public String getHairstyle() { return (this.hairstyle); } @Override public String toString() { return "Actor{" + "type='" + type + '\'' + ", sex='" + sex + '\'' + ", face='" + face + '\'' + ", costume='" + costume + '\'' + ", hairstyle='" + hairstyle + '\'' + '}'; } }
//抽象建造者 abstract class ActorBuilder { protected Actor actor = new Actor(); public abstract void buildType(); public abstract void buildSex(); public abstract void buildFace(); public abstract void buildCostume(); public abstract void buildHairstyle();
//工厂方法，返回一个完整的游戏角色对象 public Actor createActor() { return actor; } }
//具体建造者 public class HeroBuilder extends ActorBuilder { @Override public void buildType() { actor.setType("MrChengs"); } @Override public void buildSex() { actor.setSex("boy"); } @Override public void buildFace() { actor.setFace("圆脸"); } @Override public void buildCostume() { actor.setCostume("盔甲"); } @Override public void buildHairstyle() { actor.setHairstyle("光头"); } }
//具体建造者 public class AngleBuilder extends ActorBuilder { @Override public void buildType() { actor.setType("MrChengs"); } @Override public void buildSex() { actor.setSex("girl"); } @Override public void buildFace() { actor.setFace("圆脸"); } @Override public void buildCostume() { actor.setCostume("连衣裙"); } @Override public void buildHairstyle() { actor.setHairstyle("长发"); } }
//指挥者 public class ActorController { public Actor construct(ActorBuilder ab){ Actor actor; ab.buildCostume(); ab.buildFace(); ab.buildHairstyle(); ab.buildSex(); ab.buildType(); actor = ab.createActor(); return actor; } }
public class client { public static void main(String[] args) { //针对抽象建造者编程 ActorBuilder ab; ab = new AngleBuilder(); //实例化指挥者类 ActorController ac = new ActorController(); Actor actor ; actor = ac.construct(ab); System.out.println(actor.toString()); } }
此时的结构：
客户端只需要实例化指挥者类
指挥者类针对抽象建造者进行编程
客户端根据需要传入的具体建造者类型
指挥者将知道具体的建造者一步一步构成一个完整的产品
相同 的构造过程可以创建不同的产品
如果需要增加新角色，可以增加一个新的具体角色建造者类作为抽象角色建造者的子类，再修改配置文
件即可，原有代码无须修改，完全符合“开闭原则”。
省略Director
在有些情况下，为了简化系统结构，可以将Director和抽象建造者Builder进行合并，在Builder
中提供逐步构建复杂产品对象的construct()方法。由于Builder类通常为抽象类，因此可以将
construct()方法定义为静态(static)方法。
//抽象建造者 abstract class ActorBuilder { protected static Actor actor = new Actor(); public abstract void buildType(); public abstract void buildSex(); public abstract void buildFace(); public abstract void buildCostume(); public abstract void buildHairstyle(); public static Actor construct(ActorBuilder ab){ ab.buildType(); ab.buildSex(); ab.buildHairstyle(); ab.buildFace(); ab.buildCostume(); return actor; } }
public class client { public static void main(String[] args) { //针对抽象建造者编程 ActorBuilder ab; ab = new AngleBuilder(); Actor actor ; actor = ActorBuilder.construct(ab); System.out.println(actor); } }
此时的图构：
此时还可以进一步简化
abstract class ActorBuilder { protected Actor actor = new Actor(); public abstract void buildType(); public abstract void buildSex(); public abstract void buildFace();
public abstract void buildCostume(); public abstract void buildHairstyle(); public Actor construct() { this.buildType(); this.buildSex(); this.buildFace(); this.buildCostume(); this.buildHairstyle(); return actor; } }
钩子方法引入
建造者模式除了逐步构建一个复杂产品对象外，还可以通过Director类来更加精细地控制产品
的创建过程，例如增加一类称之为钩子方法(HookMethod)的特殊方法来控制是否对某个
buildPartX()的调用。
钩子方法的返回类型通常为boolean类型，方法名一般为isXXX()，钩子方法定义在抽象建造者
类中。
abstract class ActorBuilder { protected Actor actor = new Actor(); public abstract void buildType(); public abstract void buildSex(); public abstract void buildFace(); public abstract void buildCostume(); public abstract void buildHairstyle(); //钩子方法 public boolean isBareheaded() { return false; } public Actor createActor() { return actor; } }
class HeroBuilder extends ActorBuilder { public void buildType() { actor.setType("MrChengs"); } public void buildSex() { actor.setSex("boy"); } public void buildFace() { actor.setFace("nice"); } public void buildCostume() { actor.setCostume("盔甲"); } public void buildHairstyle() { actor.setHairstyle("光头"); } //覆盖钩子方法 public boolean isBareheaded() { return true; } }
指挥者：
class ActorController { public Actor construct(ActorBuilder ab) { Actor actor; ab.buildType(); ab.buildSex(); ab.buildFace(); ab.buildCostume();
//通过钩子方法来控制产品的构建 if(!ab.isBareheaded()) { ab. buildHairstyle(); } actor=ab.createActor(); return actor; } }
优点：
(1) 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。
(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。由于
指挥者类针对抽象建造者编程，增加新的具体建造者无须修改原有类库的代码，系统扩展方
便，符合“开闭原则”
(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。
缺点：
(1) 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，例如很多组成部分都不相同，不适合使用建造者模式，因此其使用范围受到一定的
限制。
(2) 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，增加系统的理解难度和运行成本。
适用场景：
(1) 需要生成的产品对象有复杂的内部结构，这些产品对象通常包含多个成员属性。
(2) 需要生成的产品对象的属性相互依赖，需要指定其生成顺序。
(3) 对象的创建过程独立于创建该对象的类。在建造者模式中通过引入了指挥者类，将创建过
程封装在指挥者类中，而不在建造者类和客户类中。
(4) 隔离复杂对象的创建和使用，并使得相同的创建过程可以创建不同的产品。
HeroBuilder
