建造者模式(Bulider模式)
建造者(Builder)模式的定义:指将一个复杂对象的构造与它的表示分离,使同样的构建过程可以创建不同的表示,这样的被称为建造者模式。它是将一个复杂的对象分解为多个简单的对象,然后一步一步构建而成。它将变与不变相分离,即产品的组成部分是不变的,但每一部分是可以灵活选择的。
该模式的主要优点如下:
- 各个具体的建造者相互独立,有利于系统的扩展。
- 客户端不必知道产品内部组成的细节,便于控制细节风险。
其缺点如下:
- 产品的组成部分必须相同,这限制了其使用范围。
- 如果产品的内部变化复杂,该模式会增加很多的建造者类。
建造者(Builder)模式和工厂模式的关注点不同:建造者模式注重零部件的组装过程,而工厂方法模式更注重零部件的创建过程,但两者可以结合使用。
模式的结构与实现
建造者(Builder)模式由产品、抽象建造者、具体建造者、指挥者等 4 个要素构成,现在我们来分析其基本结构和实现方法。
模式的结构
建造者(Builder)模式的主要角色如下。
- 产品角色(Product):它是包含多个组成部件的复杂对象,由具体建造者来创建其各个滅部件。
- 抽象建造者(Builder):它是一个包含创建产品各个子部件的抽象方法的接口,通常还包含一个返回复杂产品的方法 getResult()。
- 具体建造者(Concrete Builder):实现 Builder 接口,完成复杂产品的各个部件的具体创建方法。
- 指挥者(Director):它调用建造者对象中的部件构造与装配方法完成复杂对象的创建,在指挥者中不涉及具体产品的信息。
其结构如下图
模式的应用实例
用建造者(Builder)模式来描述手机生产
分析:手机制造是一个复杂的过程,他包含CPU的研发,和操作系统的研发等。客户来买手机,把想买的手机告诉手机店,手机店去找对应的厂商生产手机,然后把手机给客户。
这里手机是产品,包括CPU、OS等部分组成。具体的手机厂商是具体建构者,他们负责研发CPU与OS做成手机。手机店是指挥者,他负责找对应的厂商生产手机。
如下图
/**
产品是手机
*/
@Data
public class Phone {
private String CPU;
private String OS;
}
/**
抽象建造者
将手机的制造过程抽象出来
*/
public abstract class AbsCompany {
protected Phone phone = new Phone();
public abstract void buildCPU();
public abstract void buildOS();
public Phone getPhone(){
return phone;
}
}
/**
具体建造者Apple
有具体的厂商实现制造过程的细节
*/
public class AppleCompany extends AbsCompany {
@Override
public void buildCPU() {
phone.setCPU("苹果制造A14芯片");
}
@Override
public void buildOS() {
phone.setOS("苹果制造IOS操作系统");
}
}
/**
具体建造者Huawei
*/
public class HuaweiCompany extends AbsCompany {
@Override
public void buildCPU() {
phone.setCPU("华为制造海思麒麟芯片");
}
@Override
public void buildOS() {
phone.setOS("华为制造EMUI操作系统");
}
}
/**
指挥者(手机店)
手机店根据客户需要,找对应厂商生产对应的手机
*/
public class Director
{
private AbsCompany company;
public Director(AbsCompany company){
this.company = company;
}
public void setCompany(AbsCompany company){
this.company = company;
}
//手机的构建与组装
public Phone builderPhone(){
company.buildCPU();
company.buildOS();
return company.getPhone();
}
}
/**
* 消费者---我去手机店买手机
* @author: ShangShaoYu
* @create: 2020-08-24 12:58
**/
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//先来一部华为手机
AbsCompany huawei = new HuaweiCompany();
Director director = new Director(huawei);
Phone huaweiPhone = director.builderPhone();
System.out.println(huaweiPhone.toString());
System.out.println("-------------------------");
//再来一部苹果
AbsCompany apple = new AppleCompany();
director.setCompany(apple);
Phone iPhone = director.builderPhone();
System.out.println(iPhone.toString());
}
}
模式的应用场景
建造者(Builder)模式创建的是复杂对象,其产品的各个部分经常面临着剧烈的变化,但将它们组合在一起的算法却相对稳定,所以它通常在以下场合使用。
创建的对象较复杂,由多个部件构成,各部件面临着复杂的变化,但构件间的建造顺序是稳定的。
创建复杂对象的算法独立于该对象的组成部分以及它们的装配方式,即产品的构建过程和最终的表示是独立的。
模式的扩展
建造者(Builder)模式在应用过程中可以根据需要改变,如果创建的产品种类只有一种,只需要一个具体建造者,这时可以省略掉抽象建造者,甚至可以省略掉指挥者角色。