Java设计模式学习笔记五

建造者模式

1. 基本介绍

   • 建造者模式又叫生成器模式，是一种对象构建模式。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。
   • 建造者模式是一步一步创建一个复杂的对象，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他们，用户不需要知道内部的具体构建细节。

2. 建造者模式的四个角色

   • Product（产品角色）：一个具体的产品对象

   • 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

   • ConcreteBuilder（具体建造者）：实现接口，构建和装配各个部件。

   • Director（指挥官）：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。主要有两个合作用户，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

3. 原理类图
   
   

4. 代码实现

   /**
    * 产品(房子)
    */
   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;
       }
   }
   

   /**
    * 抽象的建造者
    */
   public abstract class HouseBuilder {
       protected House house = new House();
   
       //建造流程，抽象的方法
       public abstract void buildBasic();
       public abstract void buildWalls();
       public abstract void roofed();
   
       //建造好房子，将产品（房子）返回
       public House buildHouse() {
           return house;
       }
   }
   

   /**
    * 指挥者，去指定建造流程，返回产品
    */
   public class HouseDirector {
       HouseBuilder houseBuilder = null;
   
       public HouseDirector(HouseBuilder houseBuilder){
           this.houseBuilder = houseBuilder;
       }
   
       public void setHouseBuilder(HouseBuilder houseBuilder) {
           this.houseBuilder = houseBuilder;
       }
   
       //如何构建房子，处理过程交给指挥官
       public House constructHouse(){
           houseBuilder.buildBasic();
           houseBuilder.buildWalls();
           houseBuilder.roofed();
           return houseBuilder.buildHouse();
       }
   }
   

   /**
    * 具体建造者（普通房子）
    */
   public class CommonHouse extends HouseBuilder {
       @Override
       public void buildBasic() {
           System.out.println("普通房子打地基5米");
       }
   
       @Override
       public void buildWalls() {
           System.out.println("普通房子砌墙10cm");
       }
   
       @Override
       public void roofed() {
           System.out.println("普通房子封顶");
       }
   }
   

   /**
    * 具体建造者（高楼）
    */
   public class HighHouse extends HouseBuilder {
       @Override
       public void buildBasic() {
           System.out.println("高楼打地基100米");
       }
   
       @Override
       public void buildWalls() {
           System.out.println("高楼砌墙20cm");
       }
   
       @Override
       public void roofed() {
           System.out.println("高楼封顶");
       }
   }
   

   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("=============================");
   
           //盖高楼
           HighHouse highHouse = new HighHouse();
           houseDirector.setHouseBuilder(highHouse);
           houseDirector.constructHouse();
   
       }
   }
   

5. 在JDK源码中的应用

   • java.lang.StringBuilder 中的建造者模式

6. 建造者模式的注意事项和细节

   • 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变成，系统扩展方便，符合”开闭原则“

   • 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，因此其使用范围收到一点过的限制

   • 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，因此在这种情况下，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创建，一个产品家族是这样的一系列产品：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系构建过程，只关心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建造产品，它的主要目的是要通过组装零配件而产生一个新产品。