05. 23种经典设计模式-15-建造者模式

你的名字 2024-04-17 14:50 36阅读 0赞

## 1. 建造者模式 ##

建造者模式(Builder Pattern) 也成生成器模式， 属于一种创建类模式. 目的是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.

### 1.1 建造者通用模式中的角色 ###

建造者模式中， 定义了4种角色:

*  Product(产品类): 定义产品的基本属性和基本方法
 *  Builder(抽象建造者): 指定产品各部分的抽象生成方法
 *  ConcreteBuilder(具体建造者): 实现抽象建造者的定义的所有组件构成方法， 并提供一个返回组装好对象的方法.
 *  Director(导演类): 指挥具体建造者，按一定顺序组装产品

### 1.2 建造者通用模式-类图 ###

![建造者通用模式类图][format_png]

### 1.3 建造者通用模式-时序图 ###

![通用时序图][format_png 1]

### 1.4 建造者模式适用场景 ###

*  相同的步骤，不同的执行顺序， 产生不同的产品
 *  相同的步骤，相同的执行顺序，不同的分类， 产生不同的产品
 *  相同的步骤，不同的组合， 产生不同的产品

### 1.5 建造者模式优点 ###

*  建造者模式可以使客户端无须知道产品各部分的组成细节
 *  具体建造者独立，容易扩展。扩展只需新增一个具体建造者即可
 *  便于控制细节风险，因为建造者之间是独立的，修改细节实现，不影响其它模块儿

### 1.6 建造者通用模式-缺点 ###

在使用java语言实现通用建造者模式时，会有以下缺点:

*  每个具体建造者，都需要自定义获取产品方法(getProduct), 方法冗余且没有约束
 *  客户端声明建造者时，不能使用java多态特性， 因为接口中没有定义创建产品的方法，只定义了各部分组件的创建方法.
    
     *  错误声明: IBuilder builder = new ConcreteBuilder();
     *  正确声明: ConcreteBuilder builder = new ConcreteBuilder();
 *  每创建一个产品， 建造者和指挥者都需要重新创建, 不能进行复用.

## 2. Java实现建造者模式 ##

我们来模拟一种生产汽车的场景, 汽车分不同的品牌和类型, 我们假定:

*  生成两种汽车: 奔驰和宝马
 *  每种汽车三种配置：
    
     *  标配: 只有天窗
     *  中配: 天窗和全息影像
     *  旗舰: 天窗, 全息影像, Boss 音响

### 2.1 相关类图 ###

*  CarProduct: 汽车产品类
 *  ICarBuilder: 汽车建造抽象借口, 封装汽车各组件实现方法
 *  BMWCarBuilder: 宝马汽车创建者
    
     *  负责实现汽车各组件的实现细节.
     *  提供返回汽车整体的方法
 *  BenzCarBuilder: 奔驰汽车创建者
    
     *  负责实现汽车各组件的实现细节.
     *  提供返回汽车整体的方法
 *  CarDirector: 汽车指挥者，负责根据不同的创建者，不同的组合方式构建不同的产品.

![image][]

### 2.2 产品类-CarProduct ###

public class CarProduct { 
    
    	// 车辆编号
    	private String no;
    
    	// 天窗
    	private String sunroof;
    
    	// 全息影像
    	private String hologram;
    
        // boss音响
        private String bossSound;
    
    }

### 2.3 抽象建造者-ICarBuilder ###

定义产品各部分的创建方法.

public interface ICarBuilder { 
    
        // 车辆编号
        void buildNo();
    
        // 安装天窗
        void buildSunroof();
    
        // 安装全息影像
        void buildHologram();
    
        // 安装boss音响
        void buildBossSound();
    
    }

### 2.4 宝马建造者-BMWBuilder ###

*  提供产品各部分创建的实现方法
 *  提供返回产品整体的方法

public class BMWBuilder implements ICarBuilder { 
    
        private CarProduct carProduct = new CarProduct();
    
        public void buildNo() { 
            this.carProduct.setNo("BMW-1001");
            System.out.println("> 车辆编号:BenZ-1001");
        }
    
        public void buildSunroof() { 
            this.carProduct.setSunroof("BMW-全景天窗");
            System.out.println("> 安装全景天窗");
        }
    
        public void buildHologram() { 
            this.carProduct.setHologram("BMW-全息影像");
            System.out.println("> 安装全息影像");
        }
    
        public void buildBossSound() { 
            this.carProduct.setBossSound("BMW-boss音响");
            System.out.println("> 安装boss 音响");
        }
    
        public CarProduct getCar() { 
            return this.carProduct;
        }
    }

### 2.5 奔驰建造者-BenzBuilder ###

*  提供产品各部分创建的实现方法
 *  提供返回产品整体的方法

public class BenzBuilder implements ICarBuilder { 
    
        private CarProduct carProduct = new CarProduct();
    
        public void buildNo() { 
            this.carProduct.setNo("BenZ-1001");
            System.out.println("> 车辆编号:BenZ-1001");
        }
    
        public void buildSunroof() { 
            this.carProduct.setSunroof("BenZ-全景天窗");
            System.out.println("> 安装全景天窗");
        }
    
        public void buildHologram() { 
            this.carProduct.setHologram("BenZ-全息影像");
            System.out.println("> 安装全息影像");
        }
    
        public void buildBossSound() { 
            this.carProduct.setBossSound("BenZ-boss音响");
            System.out.println("> 安装boss 音响");
        }
    
        public CarProduct getCar() { 
            return this.carProduct;
        }
    }

### 2.6 指挥者-CarDirector ###

提供多种组合方式进行组装产品， 但并不返回产品， 只做组装.

public class CarDirector { 
    
        private ICarBuilder carBuilder;
    
        public CarDirector(ICarBuilder carBuilder) { 
            this.carBuilder = carBuilder;
        }
    
        /** 生成标配车型 */
        public void constructBasicCar() { 
    
            //1. 车辆编号
            carBuilder.buildNo();
    
            //2. 组装轮胎
            carBuilder.buildSunroof();
        }
    
        /** 生成中配车型 */
        public void constructMiddleCar(){ 
            //1. 车辆编号
            carBuilder.buildNo();
    
            //2. 组装轮胎
            carBuilder.buildSunroof();
    
            //3. 装配全息影像
            carBuilder.buildHologram();
        }
    
        /** 生成旗舰车型 */
        public void constructFlagShipCar() { 
    
            //1. 车辆编号
            carBuilder.buildNo();
    
            //2. 组装轮胎
            carBuilder.buildSunroof();
    
            //3. 装配全息影像
            carBuilder.buildHologram();
    
            //4. 装配Boss音响
            carBuilder.buildBossSound();
    
        }
    }

### 2.7 客户端测试-Client ###

*  Builder 和 Director 每次生成都需要重新创建， 否则会出现问题， 因为用的是同一个对象。
 *  相同Director， 根据不同的建造步骤， 创建不同的产品
 *  不同的建造者， 相同的建造步骤，也会创建不同的产品

// 测试宝马
    @Test
    public void testBMW(){ 
    
        BMWBuilder bmwBuilder;
        CarDirector carDirector;
    
        System.out.println("\n******************** 创建标宝马配车型 ********************");
        // 1. 创建建造者
        bmwBuilder = new BMWBuilder();
    
        // 2. 创建Director
        carDirector = new CarDirector(bmwBuilder);
    
        // 3. 创建标配车型
        carDirector.constructBasicCar();
    
        // 4. 获取标配车型
        CarProduct basicCar = bmwBuilder.getCar();
        System.out.println(basicCar);
    
        System.out.println("\n******************** 创建宝马中配车型 ********************");
        // 1. 创建建造者
        bmwBuilder = new BMWBuilder();
    
        // 2. 创建Director
        carDirector = new CarDirector(bmwBuilder);
    
        // 3. 创建标配车型
        carDirector.constructMiddleCar();
    
        // 4. 获取标配车型
        CarProduct middleCar = bmwBuilder.getCar();
        System.out.println(middleCar);
    }
    
    
    // 测试宝马
    @Test
    public void testBenz() { 
    
        BenzBuilder bmwBuilder;
        CarDirector carDirector;
    
        System.out.println("\n******************** 创建奔驰旗舰车型 ********************");
        // 1. 创建建造者
        bmwBuilder = new BenzBuilder();
    
        // 2. 创建Director
        carDirector = new CarDirector(bmwBuilder);
    
        // 3. 创建标配车型
        carDirector.constructFlagShipCar();
    
        // 4. 获取标配车型
        CarProduct basicCar = bmwBuilder.getCar();
        System.out.println(basicCar);
    }
    
    ``

[format_png]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9yYXcuZ2l0aHVidXNlcmNvbnRlbnQuY29tL3pvbmdmMDUwNC9ibG9nLWltYWdlcy9tYXN0ZXIvaW1hZ2VzL2Rlc2lnbi1wYXJ0dGVybi9sZHAtYnVpbGRlci0wMS5wbmc?x-oss-process=image/format,png
[format_png 1]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9yYXcuZ2l0aHVidXNlcmNvbnRlbnQuY29tL3pvbmdmMDUwNC9ibG9nLWltYWdlcy9tYXN0ZXIvaW1hZ2VzL2Rlc2lnbi1wYXJ0dGVybi9sZHAtYnVpbGRlci0wMi5wbmc?x-oss-process=image/format,png
[image]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9yYXcuZ2l0aHVidXNlcmNvbnRlbnQuY29tL3pvbmdmMDUwNC9ibG9nLWltYWdlcy9tYXN0ZXIvaW1hZ2VzL2Rlc2lnbi1wYXJ0dGVybi9sZHAtYnVpbGRlci0wMy5wbmc?x-oss-process=image/format,png