08.创建型 - 建造者模式 (Builder Pattern)

建造者模式 (Builder Pattern)

建造者（Builder）模式包含以下4个角色 :

1. 产品类（Product）：要创建的复杂对象 (包含多个组成部件)

2. 抽象建造者类（Builder）：这个接口规定要实现复杂对象的哪些部分的创建，并不涉及具体的部件对象的创建。

3. 具体建造者类（ConcreteBuilder）：实现 Builder 接口，完成复杂产品的各个部件的具体创建方法。在构造过程完成后，提供一个方法,返回创建好的负责产品对象。

4. 指挥者类（Director）：调用具体建造者来创建复杂对象的各个部分，在指导者中不涉及具体产品的信息，只负责保证对象各部分完整创建或按某种顺序创建(客户端一般只需要与指挥者进行交互)。

UML类图

代码实例

例如: 生产一个机器人产品

1.产品

static class Robot{

	public String head;  
	public String hand;  
	public String leg;
	
	@Override  
	public String toString() {  
	return "Robot{" +  
	"head='" + head + '\'' +  
	", hand='" + hand + '\'' +  
	", leg='" + leg + '\'' +  
	'}';  
	}  
}

2.抽象建造者类

  
/**  
* 机器人 <!> 抽象建造者  
* @author yangfh  
*/  
static abstract class Builder {  
	Robot robot = new Robot();  
	//制作 头  
	abstract void buildHead();  
	//制作 手  
	abstract void buildHand();  
	//制作 腿  
	abstract void buildLeg();
	
	public Robot build(){  
		return robot;  
	} 
  
}

3.具体建造者类（IronRobotBuilder）

/**  
* 铁机器人 建造实现  
* @author yangfh  
*/  
static class IronRobotBuilder extends Builder{  
	@Override  
	void buildHead() {  
		robot.head = "钢的头";  
	}  
	@Override  
	void buildHand() {  
		robot.hand = "铁的手";  
	}  
	@Override  
	void buildLeg() {  
		robot.leg = "碳纤维的腿";  
	}  
}  
  
/**  
* 木头人 建造实现  
* @author yangfh  
*/  
static class WoodenManBuilder extends Builder{  
	@Override  
	void buildHead() {  
		robot.head = "木头";  
	}  
	@Override  
	void buildHand() {  
		robot.hand = "木手";  
	}  
	@Override  
	void buildLeg() {  
		robot.leg = "木腿";  
	}  
}

4.指挥者类（Director）

/**  
* <!>指挥者 角色  
* @author yangfh  
*/  
static class Director{  
	private final Builder mBuilder;  
	  
	public Director(Builder mBuilder) {  
		this.mBuilder = mBuilder;
	}  
	public Robot doBuild(){  
		mBuilder.buildHead();  
		mBuilder.buildHand();  
		mBuilder.buildLeg();  
		return mBuilder.build();  
	}  
  
}

5.测试

public static void main(String[] args) {
	//铁头人
	//BuilderBuilder builder = new WoodenManBuilder();
	//木头人 
	BuilderBuilder builder = new WoodenManBuilder();
	//指挥者  
	Director director = new Director(builder);  
	//得到产品  
	Robot robot = director.doBuild();  
	System.out.println(robot);  
}

建造者模式总结

0)关键角色

1. 产品(建造者建造的产物)
2. 抽象建造者
3. 具体建造者(抽象建造者实现)
4. 指挥者(指挥建造者)

1) 建造者模式与工厂模式区别

• 工厂模式是用来创建不同但是相关类型的对象（继承同一父类或者接口的一组子类），由给定的参数来决定创建哪种类型的对象。
• 建造者模式是用来创建一种类型的复杂对象，通过设置不同的可选参数，“定制化”地创建不同的对象。

2) 建造者模式的优缺点

建造者模式优点

• 建造者模式的封装性很好。使用建造者模式可以有效的封装变化，在使用建造者模式的场景中，一般产品类和建造者类是比较稳定的，因此，将主要的业务逻辑封装在指挥者类中对整体而言可以取得比较好的稳定性。
• 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。
• 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。
• 建造者模式很容易进行扩展。如果有新的需求，通过实现一个新的建造者类就可以完成，基本上不用修改之前已经测试通过的代码，因此也就不会对原有功能引入风险。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。

3) 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。