创建模式-建造者模式

分享视频链接：https://www.bilibili.com/video/bv1a741127Z4

 

分享文字稿和幻灯片：

大家好，今天分享的是建造者模式

无论是在现实世界中还是在软件系统中，都存在一些复杂的对象由很多部件构成，对于大多数用户而言，无须知道这些部件的装配细节，而是使用该对象。 建造者模式可以将部件和其组装过程分开，一步一步创建一个复杂的对象。

创建者模式又叫建造者模式，是将一个复杂的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。创建者模式隐藏了复杂对象的创建过程，它把复杂对象的创建过程加以抽象，通过子类继承或者重载的方式，动态的创建具有复合属性的对象。

• 构建过程独立出来，建造者模式中把它称为指导者，由它来指导装配过程，但是不负责每步
• 具体的实现具体实现每步的对象，在建造者模式中称这些实现对象为建造者（生成器）

我们看一下建造者模式 UML类图：在这个模式中，Director类好像是一个多余的类，在应用中的作用好像并不大。其实它的作用是明显的。第一，它隔离了客户及生产过程。第二，它负责控 制产品的生成过程。比如你是客户，你要买汽车，你选好车型、颜色、内外装饰等，交给Director,Director告诉你去某车间取车就可以。这样其 作用大家都能体会出来了吧。

建造者模式角色分工：

• 产品（Product）角色：被构建的复杂对象，包含多个组成部件 建造者（Builder）
• 角色：定义创建一个Product对象所需的各个部件的操作接口，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
• 具体建造者（Concrete Builder）角色：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
•  指挥者（Director）角色：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。

下面我们看一个实例：

//产品
public class Meal {
    //food和drink是部件
    private String food;
    private String drink;

    public void setFood(String food) {
        this.food = food;
    }

    public void setDrink(String drink) {
        this.drink = drink;
    }

    public String getFood() {
        return (this.food);
    }

    public String getDrink() {
        return (this.drink);
    }
}

//建造者
public abstract class MealBuilder {
    protected Meal meal = new Meal();

    public abstract void buildFood();
    public abstract void buildDrink();
    public Meal getMeal(){
        return meal;
    }
}

//具体建造者
public class SubMealBuilderA extends MealBuilder {
    public void buildFood(){
        meal.setFood("一个鸡腿堡");
    }
    public void buildDrink(){
        meal.setDrink("一杯可乐");
    }
}

public class SubMealBuilderB extends MealBuilder{
    public void buildFood(){
        meal.setFood("一个鸡肉卷");
    }
    public void buildDrink(){
        meal.setDrink("一杯果汁");
    }
}

//指挥者
public class KFCWaiter {
    private MealBuilder mb;

    public void setMealbuilder(MealBuilder mb) {
        this.mb = mb;
    }

    public Meal construct() {
        mb.buildFood();
        mb.buildDrink();
        return mb.getMeal();
    }
}

建造者模式优点：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。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编程，系统扩展方便，符合“开闭原则”。

建造者模式缺点：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，因此其使用范围受到一定的限制。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。

什么情况下使用建造者模式：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。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。对象的创建过程独立于创建该对象的类。在建造者模式中引入了指挥者类，将创建过程封装在指挥者类中，而不在建造者类中。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。

与抽象工厂模式的比较：与抽象工厂模式相比，建造者模式返回一个组装好的完整产品，而抽象工厂模式返回一系列相关的产品，这些产品位于不同的产品等级结构，构成了一个产品族。如果将抽象工厂模式看成汽车配件生产工厂，生产一个产品族的产品，那么建造者模式就是一个汽车组装工厂，通过对部件的组装可以返回一辆完整的汽车。在抽象工厂模式中，客户端实例化工厂类，然后调用工厂方法获取所需产品对象。建造者模式中，客户端可以不直接调用建造者的相关方法，而是通过指挥者类来指导如何生成对象，包括对象的组装过程和建造步骤，它侧重于一步步构造一个复杂对象，返回一个完整的对象。