设计模式-建造者模式

简介

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建造者模式 (Builder)将一个复杂对象的构建与它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。 

建造者模式是一种对象创建型模式 （可参考 设计模式 创建型模式）。 

使用建造者模式，用户就只需要指定需要建造的类型，具体的建造过程和细节并不需要知道。

 

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结构

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图-建造者模式结构图

Product : 产品类，由多个部件构成。

class Product {
    List<String> parts = new ArrayList<String>();
    
    public void AddPart(String part) {
        parts.add(part);
    }
    
    public void show() {
        System.out.println("============== 产品创建 ==============");
        for (String part : parts) {
            System.out.println(part);
        }
    }
}

Builder : 抽象建造者，确定产品由ABC三个部件构成，并声明一个得到产品建造后结果的方法getResult。

interface Builder {
    public void buildPartA();
    public void buildPartB();
    public void buildPartC();
    public Product getResult();
}

ConcreteBuilder : 实现Builder接口中的具体方法。

class ConcreteBuilder implements Builder { 
    private Product product = new Product();
    
    @Override
    public void buildPartA() {
        product.AddPart("部件A");
    }

    @Override
    public void buildPartB() {
        product.AddPart("部件B");
    }
    
    @Override
    public void buildPartC() {
        product.AddPart("部件C");
    }

    @Override
    public Product getResult() {
        return product;
    }
}

Director : 指挥者类，指挥建造Product的过程（控制构建各部分组件的顺序）。

class Director {
    public void construct(Builder builder) {
        builder.buildPartC();
        builder.buildPartA();
        builder.buildPartB();
    }
}

Client : 用户并不需要知道具体的建造过程，只需指定建造 Product 具体类型。

public class BuilderPattern {
    public static void main(String[] args) {
        Director director = new Director();
        Builder builder = new ConcreteBuilder();
            
        director.construct(builder);
        Product product = builder.getResult();
        product.show();
    }
}

运行结果

============== 产品创建 ==============
部件C
部件A
部件B

 

 

 

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动机

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创建一个复杂对象的算法，这个算法应当独立于对象的组成部分以及它们的装配方式。

构建过程必须允许构建对象时有不同的表示。

 

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要点

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建造者模式允许修改一个产品的内部表示。

它将构造和表示两块代码隔离开来。

它很好的控制了构建过程。

图-建造者模式时序图 

关键流程

客户端创建 Director 对象并配置它所需要的 Builder 对象。
Director 负责通知 builder 何时建造 product 的部件。
Builder处理 director 的请求并添加 product 的部件。
客户端从 builder 处获得 product。

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实例

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想象一下盖房子的场景。
一栋房子是由地基、墙、屋顶、门、窗各部分组合而成的。
盖房子需要有建筑工人负责建造，有工程师负责画建筑图纸。

House (Product角色)

package com.zp.java.patterns.builder;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

// Product角色，由多个部件构成
public class House {
    List<String> parts = new ArrayList<String>();
    
    public void addPart(String part) {
        parts.add(part);
    }
    
    public void show() {
        System.out.println("======= 房子展示 =======");
        for (String part : parts) {
            System.out.println(part);
        }
    }
}

Builder

package com.zp.java.patterns.builder;

// Builder角色 ，提供构建产品各部件的方法，并提供一个获得完整产品的方法。
public interface Builder {
    public void buildFoundation();
    public void buildWall();
    public void buildRoof();
    public void buildWindow();
    public void buildDoor();
    public House createHouse();
}

Worker (ConcreteBuilder角色)

package com.zp.java.patterns.builder;

// ConcreteBuilder角色，实现 Builder 接口中的具体方法。 
public class Worker implements Builder {
    private House house = new House();
    
    @Override
    public void buildFoundation() {
        house.addPart("地基");
    }

    @Override
    public void buildWall() {
        house.addPart("墙");
    }

    @Override
    public void buildRoof() {
        house.addPart("房顶");
    }

    @Override
    public void buildWindow() {
        house.addPart("窗户");
    }

    @Override
    public void buildDoor() {
        house.addPart("门");
    }

    @Override
    public House createHouse() {
        return house;
    }
}

Engineer (Director角色)

package com.zp.java.patterns.builder;

// Director角色，指挥构建产品的过程（控制构建顺序）
public class Engineer {
    public void conduct(Builder builder) {
        builder.buildFoundation();
        builder.buildWall();
        builder.buildRoof();
        builder.buildWindow();
        builder.buildDoor();
    }
}

Client

客户无需了解具体的构造细节。

package com.zp.java.patterns.builder;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Builder builder = new Worker();
        Engineer engineer = new Engineer();
        engineer.conduct(builder);
        House house = builder.createHouse();
        house.show();
    }
}

运行结果

======= 房子展示 =======
地基
墙
房顶
窗户
门