设计模式之建造者模式

在有些情况下，一个对象会有一些重要的性质，在他们没有被赋值之前，对象不能作为一个完整的产品使用。比如，一个电子邮件有发件人地址、收件人地址、主题、内容、附件等，最起码在收件人地址没有赋值之前，这个电子邮件是不能发出的。

在有些情况下，一个对象的一些性质必须按照某个顺序赋值才有意义，在某个性质没有赋值之前，另一个性质则无法赋值。比如，建造房子，一定是要先打地基，然后砌墙，最后封顶。

传统方式：

这里我们以建造房屋为例来做说明。首先看传统方式的建造房屋的方式：

抽象类：

package com.charon.builder;

/**
 * @className: AbstractHouse
 * @description: 抽象类
 * @author: charon
 * @create: 2022-03-13 16:54
 */
public abstract class AbstractHouse {

    /**
     * 打地基
     */
    public abstract void buildBasic();

    /**
     * 砌墙
     */
    public abstract void buildWalls();

    /**
     * 封顶
     */
    public abstract void roofed();

    /**
     * 建造房屋的方法
     */
    public void build(){
        buildBasic();
        buildWalls();
        roofed();
    }
}

实现类：

package com.charon.builder;

/**
 * @className: CommonHouse
 * @description: 普通房子建造类
 * @author: charon
 * @create: 2022-03-13 16:57
 */
public class CommonHouse extends AbstractHouse {
    @Override
    public void buildBasic() {
        System.out.println("普通房子打地基。。。。。");
    }

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

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

测试：

package com.charon.builder;

/**
 * @className: Client
 * @description:
 * @author: charon
 * @create: 2022-03-13 17:01
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        CommonHouse commonHouse = new CommonHouse();
        commonHouse.build();
    }
}

传统方式的优点是比较好理解，简单易操作。但缺点是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。

建造模式：

建造者模式也叫生成器模式，可以将一个产品的内部表象与产品的生成过程分割开来，从而可以是一个建造过程生成具有不同的内部表象的产品对象。建造者模式是一步一步创建一个复杂的对象，他允许用户只通过指定复杂对象的类型和内容就可以构建他们，用户不需要知道内部的具体构建细节。

建造模式的UML类图：

建造者模式主要涉及到抽象建造者、具体建造者、产品、指挥者以下四种角色：

• 抽象建造者：给出一个抽象接口，以规范产品对象的各个组成成分的建造。通常以抽象类或接口的形式出现。
• 具体建造者：担任这个角色的是与应用程序紧密相关的一些类，他们在应用程序调用下创建产品的实例。主要由两个任务：1）实现抽象建造者所声明的接口，给出一步一步地完成创建产品实例地操作。2）.在建造过程完成后，提供产品的实例
• 产品角色：产品是建造中的复杂对象，一般来说，一个系统中会有对于一个的产品类，而且这些产品类并不一定有共同的接口。
• 指挥者：担任这个角色的类调用具体建造者角色以创建产品对象，应当指出的是，指挥者角色并没有产品类的具体只是，真正拥有产品类的具体知识的是具体建造者角色。他的作用主要有两点：1）.隔离了客户与对象的生产过程，2）.负责控制产品对象的生产过程。

抽象建造者：

package com.charon.builder.improve;

/**
 * @className: HouseBuilder
 * @description: 抽象的建造者
 * @author: charon
 * @create: 2022-03-13 19:15
 */
public abstract class HouseBuilder {

    private House house = new House();

    /**
     * 打地基
     */
    public abstract void buildBasic();

    /**
     * 砌墙
     */
    public abstract void buildWalls();

    /**
     * 封顶
     */
    public abstract void roofed();

    /**
     * 建造方法，将产品返回
     * @return
     */
    public House buildHouse(){
        return house;
    }
}

具体创建者：

package com.charon.builder.improve;

/**
 * @className: CommonHouse
 * @description:
 * @author: charon
 * @create: 2022-03-13 19:13
 */
public class CommonHouse extends HouseBuilder {
    @Override
    public void buildBasic() {
        System.out.println("普通房子打地基。。。。。");
    }

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

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


package com.charon.builder.improve;

/**
 * @className: HighBuilding
 * @description: 高楼
 * @author: charon
 * @create: 2022-03-13 19:18
 */
public class HighBuilding extends HouseBuilder{

    @Override
    public void buildBasic() {
        System.out.println("高楼 打地基。。。。。");
    }

    @Override
    public void buildWalls() {
        System.out.println("高楼 砌墙。。。。。");
    }

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

产品角色：

package com.charon.builder.improve;

/**
 * @className: House
 * @description: 产品角色
 * @author: charon
 * @create: 2022-03-13 19:14
 */
public class House {

    /**
     * 地基
     */
    private String basic;

    /**
     * 墙
     */
    private String walls;

    /**
     * 封顶
     */
    private String roofed;

    /**
     * Gets the value of basic
     *
     * @return the value of basic
     */
    public String getBasic() {
        return basic;
    }

    /**
     * Sets the basic
     *
     * @param basic basic
     */
    public void setBasic(String basic) {
        this.basic = basic;
    }

    /**
     * Gets the value of walls
     *
     * @return the value of walls
     */
    public String getWalls() {
        return walls;
    }

    /**
     * Sets the walls
     *
     * @param walls walls
     */
    public void setWalls(String walls) {
        this.walls = walls;
    }

    /**
     * Gets the value of roofed
     *
     * @return the value of roofed
     */
    public String getRoofed() {
        return roofed;
    }

    /**
     * Sets the roofed
     *
     * @param roofed roofed
     */
    public void setRoofed(String roofed) {
        this.roofed = roofed;
    }
}

指挥者：

package com.charon.builder.improve;

/**
 * @className: HouseDirector
 * @description: 指挥者
 * @author: charon
 * @create: 2022-03-13 19:20
 */
public class HouseDirector {

    HouseBuilder houseBuilder = null;

    public HouseDirector(HouseBuilder houseBuilder) {
        this.houseBuilder = houseBuilder;
    }

    /**
     * Sets the houseBuilder
     *
     * @param houseBuilder houseBuilder
     */
    public void setHouseBuilder(HouseBuilder houseBuilder) {
        this.houseBuilder = houseBuilder;
    }

    /**
     * 将建造房子的流程交给指挥者
     * @return
     */
    public House constructHouse(){
        houseBuilder.buildBasic();
        houseBuilder.buildWalls();
        houseBuilder.roofed();
        return houseBuilder.buildHouse();
    }
}

测试：

package com.charon.builder.improve;

/**
 * @className: Client
 * @description:
 * @author: charon
 * @create: 2022-03-13 19:19
 */
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
        houseDirector.constructHouse();


        // 盖高楼
        houseDirector.setHouseBuilder(new HighBuilding());
        // 完成盖房子
        houseDirector.constructHouse();
    }
}

打印：
    普通房子打地基。。。。。
    普通房子砌墙。。。。。
    普通房子封顶。。。。。
    高楼 打地基。。。。。
    高楼 砌墙。。。。。
    高楼 封顶。。。。。

注意事项和细节：

1. 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，是的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，因此可以很方便的替换具体建造者或增加新的具体建造者，用户使用不的具体建造者即可得到不同的产品对象
3. 可以更加精细地控制产品地创建过程，将复杂产品地创建步骤分解在不同的方法中，使得创新过程更加清晰，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
5. 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，因为其使用范围收到一定的限制
6. 如果产品的内部变化负责，可能会导致需要定义很多具体创建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，要考虑是否选择创建者模式

抽象工厂模式与创建者模式的不同：

抽象工厂模式实现对产品家族的创建，一个产品家族是一系列产品，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创建产品，他的主要目的是通过组装零配件而生成一个新的产品。