Design Patterns(四) Builder

backend

The Builder pattern separates the construction of a complex object from its representation so that the same construction process can create different representations.

前言

    建造者模式（Builder Pattern）使用多个简单的对象一步一步构建成一个复杂的对象。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。

建造者模式

介绍：

1) 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（抽象类别），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；
2) 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。

建造者模式的四个角色：

1) Product （产品角色）： 一个具体的产品对象；
2) 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；
3) ConcreteBuilder （具体建造者）： 实现接口，构建和装配各个部件；
4) 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。

建造者模式-UML图：


代码：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
/**
 * @Auther: Arsenal
 * @Date: 2020-03-12 0:19
 * @Description: 建造者模式
 */
public class BuilderDemo {
    public static void main(String[] args) {

        //客户端使用
        showComputer(new XiaomiComputerBuilder());
        System.out.println("====================");
        showComputer(new AppleComputerBuilder());
    }

    private static void showComputer(Builder builder) {
        // Director director = new Director(builder);
        Director director = new Director();
        director.setBuilder(builder);
        Computer computer = director.create();
    }
}

/**
 * 产品类
 */
class Computer {

    private String cpu;
    private String memoryBank;
    private String monitor;

    public String getCpu() {
        return cpu;
    }

    public void setCpu(String cpu) {
        this.cpu = cpu;
    }

    public String getMemoryBank() {
        return memoryBank;
    }

    public void setMemoryBank(String memoryBank) {
        this.memoryBank = memoryBank;
    }

    public String getMonitor() {
        return monitor;
    }

    public void setMonitor(String monitor) {
        this.monitor = monitor;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Computer{" +
                "cpu='" + cpu + '\'' +
                ", memoryBank='" + memoryBank + '\'' +
                ", monitor='" + monitor + '\'' +
                '}';
    }
}

/**
 * Builder类
 */
abstract class Builder {

    //将创建的流程写好, 抽象的方法
    abstract void createCpu();

    abstract void createMemoryBank();

    abstract void createMonitor();

    //返回产品
    abstract Computer createComputer();
}

/**
 * ConcreteBuilder 类
 */
class XiaomiComputerBuilder extends Builder {

    Computer computer = new Computer();

    @Override
    void createCpu() {
        System.out.println("创造小米cpu");
        computer.setCpu("创造小米cpu");
    }

    @Override
    void createMemoryBank() {
        System.out.println("创造小米内存条");
        computer.setMemoryBank("创造小米内存条");
    }

    @Override
    void createMonitor() {
        System.out.println("创造小米显示器");
        computer.setMonitor("创造小米显示器");
    }

    @Override
    Computer createComputer() {
        return computer;
    }
}

/**
 * ConcreteBuilder 类
 */
class AppleComputerBuilder extends Builder {

    Computer computer = new Computer();

    @Override
    void createCpu() {
        System.out.println("创造苹果cpu");
        computer.setCpu("创造苹果cpu");
    }

    @Override
    void createMemoryBank() {
        System.out.println("创造苹果内存条");
        computer.setMemoryBank("创造苹果内存条");
    }

    @Override
    void createMonitor() {
        System.out.println("创造苹果显示器");
        computer.setMonitor("创造苹果显示器");
    }

    @Override
    Computer createComputer() {
        return computer;
    }
}

/**
 * 指挥者类
 */
class Director {

    private Builder builder;

    public Director() {
    }

    //可以通过构造器注入属性
    public Director(Builder builder) {
        this.builder = builder;
    }

    //也可以通过setter方法注入
    public void setBuilder(Builder builder) {
        this.builder = builder;
    }

    public Computer create() {
        builder.createCpu();
        builder.createMemoryBank();
        builder.createMonitor();
        return builder.createComputer();
    }
}

总结

建造者模式的注意事项和细节：

1) 客户端(使用程序) 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；
2) 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；
3) 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；
4) 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；
5) 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；
6) 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；
7) 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。而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。

延伸

    建造者模式
    Java设计模式（三）之建造者模式
    一篇文章就彻底弄懂建造者模式(Builder Pattern)
    尚硅谷Java设计模式，韩顺平图解java设计模式

Article Title:Design Patterns(四) Builder

Article Author:Funing Ma

Release Time:2020-03-12 18:18:18

Last Update:2020-03-30 09:58:58

Original Link:https://mafuning.github.io/2020/03/12/2020-03-12-Design-Patterns%E3%80%90%E5%9B%9B%E3%80%91-Builder/

License Agreement: "CC-BY-SA-4.0"

Content
  1. 1. 前言
  2. 2. 建造者模式
  3. 3. 总结
  4. 4. 延伸