Java设计模式——建造者模式【Builder Pattern】（二）

朴灿烈づ我的快乐病毒、 2022-09-09 12:50 35阅读 0赞

## 一、引言 ##

23种设计模式大概分为三大类：

5种（创建型模式）：工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、原型模式、建造者模式。

7种（结构型模式）：适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。

11种（行为型模式）：策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。

行为型又可以通过类与类之间的关系进行划分 :  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3p4ZDE0MzU1MTM3NzU_size_16_color_FFFFFF_t_70]

建造者模式基本介绍：

*  建造者模式（Builder Pattern）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，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它们，用户不需要知道内部的具体构建细节。

## 二、建造者模式 ##

### 1. 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。(接口和抽象类都可以做抽象层)抽象建造者只需要指定建造一个产品的流程，并不管具体的建造细节。
 *  ConcreteBuilder（具体建造者）：实现接口/抽象类，构建和装配各个部件。负责具体的建造细节。
 *  Director（指挥者）：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。它主要有两个作用，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。

### 2.建造者模式原理类图 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBA5q2i5q2l5YmN6KGM_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16_pic_center]

## 三、具体需求 ##

### 1.盖房项目需求 ###

*  需要建房子：这个过程为打桩、砌墙、封顶
 *  房子有各种各样的，比如普通房，高楼，别墅，各种房子的过程虽然一样，但是要求不要相同

### 2. 传统方案 ###

思路分析 - 类图

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBA5q2i5q2l5YmN6KGM_size_12_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16_pic_center]

代码实现

// 抽象类 AbstractHouse.java
    public abstract class AbstractHouse { 
    
    	public abstract void buildBasic();//打地基
    	public abstract void buildWalls();//砌墙
    	public abstract void roofed();//封顶
    
    	public void build() { 
    		buildBasic();
    		buildWalls();
    		roofed();
    	}
    }
    
    // 具体的实现类，代表每一种房子 CommonHouse.java
    public class CommonHouse extends AbstractHouse { 
    	@Override
    	public void buildBasic() {  System.out.println("给普通方式打地基"); }
        
    	@Override
    	public void buildWalls() {  System.out.println("给普通方式建墙"); }
        
    	@Override
    	public void roofed() {  System.out.println("给普通方式封顶"); }
    }
    
    // 客户端 Client.java
    public class Client { 
    	public static void main(String[] args) { 
    		CommonHouse house = new CommonHouse();
    		house.build();
    	}
    }

传统方式的问题分析：

*  优点：是比较好理解，简单易操作
 *  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，耦合性增强了。
 *  解决方案：将产品和产品建造过程解耦，即建造者模式

### 3. 建造者模式方案 ###

思路分析 - 类图

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBA5q2i5q2l5YmN6KGM_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16_pic_center 1]

> HouseBuilder 是个抽象类，它是不可能有具体实例的，
> 
> HouseDirector 主要是通过抽象类HouseBuilder与具体的CommonHouse、HighBuilding等发生依赖

具体实现

// 产品 House.java
    public class House { 
    
    	private String basic;
    	private String wall;
    	private String roof;
    	public String getBasic() {  return basic; }
        
        // get/set方法忽略
    }
    
    //抽象的建造者 HouseBuider.java
    public abstract class HouseBuilder { 
    
    	protected House house = new House();//组合
    
    	//确定建造的流程
    	public abstract void buildBasic();//打地基
    	public abstract void buildWalls();//砌墙
    	public abstract void roofed();//封顶
    	//建好房子后，将产品返回
    	public House buildHouse() { 
    		return house;
    	}
    }
    
    // 具体建造者 CommonHouse.java/HighBuilding.java
    public class CommonHouse extends HouseBuilder { 
    
    	@Override
    	public void buildBasic() { 
    		System.out.println("给普通房子打地基5米");
    	}
        
    	@Override
    	public void buildWalls() { 
    		System.out.println("给普通房子建墙");
    	}
        
    	@Override
    	public void roofed() { 
    		System.out.println("给普通房子封顶");
    	}
    }
    
    //指挥者，这里会去指定制作流程，返回产品 HouseDirector.java
    public class HouseDirector { 
    
    	HouseBuilder houseBuilder = null;
    	// 可以用两种方法传入
    	// 1.构造器
    	public HouseDirector(HouseBuilder houseBuilder) { 
    		this.houseBuilder = houseBuilder;
    	}
    	// 2.set方法
    	public void setHouseBuilder(HouseBuilder houseBuilder) { 
    		this.houseBuilder = houseBuilder;
    	}
    
    	//如何处理建造房子的流程 交给指挥者
    	public House constructHouse() { 
    		houseBuilder.buildBasic();
    		houseBuilder.buildWalls();
    		houseBuilder.roofed();
    		return houseBuilder.buildHouse();
    	}	
    }
    
    // 主程序 Client.java
    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(commonHouse就是具体的建造者)
    		HouseDirector houseDirector = new HouseDirector(commonHouse);
    		//完成盖房子，返回产品（普通房子）
    		House house = houseDirector.constructHouse();
            
    		//盖高楼
    		HighBuilding highBuilding = new HighBuilding();
    		//重置建造者
    		houseDirector.setHouseBuilder(highBuilding);
    		//完成盖房子，返回产品（普通房子）
    		houseDirector.constructHouse();
    	}
    }

## 四、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(直接调方法即可)，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。(在指挥者里可以自行组织建造流程)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”（比如，在上面的应用实例中，增加一个具体建造者OtherHouse，它继承了HouseBuilder后，Client就可以直接使用了）
 *  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，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心构建过程，只关心什么产品由什么工厂生产即可。

**建造者模式**则是要求按照指定的蓝图建造产品，它的主要目的是通过组装零配件而产生一个新产品。

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