设计模式-Builder模式

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Builder模式可以称为建造者模式，它将一个复杂对象的构建和表示分离，同样的构建过程可以创建不同的表示

适用场景：

• 相同的方法，不同执行顺序，产生不同事件结果
• 多个部件都可以装配到一个对象中，但产生的运行结果不相同
• 产品类非常复杂或者产品类因为调用顺序不同而产生不同作用
• 初始化一个对象时，参数过多，或者很多参数具有默认值

Builder模式

用 builder 模式创建共享单车为例子，示例代码：
没有贴出来的类请参考另外一篇文章
产品类：

public class Bike {
    private IFrame frame;
    private ISeat seat;
    private ITire tire;

    public IFrame getFrame() {
        return frame;
    }

    public void setFrame(IFrame frame) {
        this.frame = frame;
    }

    public ISeat getSeat() {
        return seat;
    }

    public void setSeat(ISeat seat) {
        this.seat = seat;
    }

    public ITire getTire() {
        return tire;
    }

    public void setTire(ITire tire) {
        this.tire = tire;
    }
}

Builder 类：

// 抽象 builder 类
public abstract class Builder {

    abstract void buildFrame();

    abstract void buildSeat();

    abstract void buildTire();

    abstract Bike createBike();

}

// 具体 builder 类
public class MobikeBuilder extends Builder{

    private Bike mBike = new Bike();


    @Override
    void buildFrame() {
        mBike.setFrame(new AlloyFrame());
    }

    @Override
    void buildSeat() {
        mBike.setSeat(new DermisSeat());
    }

    @Override
    void buildTire() {
        mBike.setTire(new SolidTire());
    }

    @Override
    Bike createBike() {
        return mBike;
    }
}

public class OfoBuilder extends Builder{

    private Bike mBike = new Bike();


    @Override
    void buildFrame() {
        mBike.setFrame(new CarbonFrame());
    }

    @Override
    void buildSeat() {
        mBike.setSeat(new RubberSeat());
    }

    @Override
    void buildTire() {
        mBike.setTire(new InflateTire());
    }

    @Override
    Bike createBike() {
        return mBike;
    }
}

导演类：

public class Director {

    private Builder mBuilder = null;

    public Director(Builder builder) {
        mBuilder = builder;
    }

    public Bike construct() {
        mBuilder.buildFrame();
        mBuilder.buildSeat();
        mBuilder.buildTire();
        return mBuilder.createBike();
    }
}

使用方式：

  public class Click {
        
        public static void main(String[] args) {
            showBike(new OfoBuilder());
            showBike(new MobikeBuilder());
        }
        
        private void showBike(Builder builder) {
            Director director = new Director(builder);
            Bike bike = director.construct();
            bike.getFrame().frame();
            bike.getSeat().seat();
            bike.getTire().tire();
        }
        
    }

上面示例是 Builder模式的常规用法，导演类 Director 在 Builder模式中具有很重要的作用，它用于指导具体构建者如何构建产品，控制调用先后次序，并向调用者返回完整的产品类，但是有些情况下需要简化系统结构，可以把Director和抽象建造者进行结合，示例代码：
改造后的抽象建造者：

public abstract class NewBuilder {

    abstract void buildFrame();

    abstract void buildSeat();

    abstract void buildTire();

    abstract Bike createBike();

    /**
     * 把导演类中的construct()方法合并到抽象建造者类中
     *
     * @return 具体产品对象
     */
    public Bike construct() {
        this.buildFrame();
        this.buildSeat();
        this.buildTire();
        return this.createBike();
    }
}

这样做确实简化了系统结构，但同时也加重了抽象建造者类的职责，也不是太符合单一职责原则，如果 construct() 过于复杂，建议还是封装到 Director 中

除了上面的用途外，还有另外一个常用的使用方式，就是当一个类构造器需要传入很多参数时，如果创建这个类的实例，代码可读性会非常差，而且很容易引入错误，此时就可以利用 builder模式进行重构，重构前示例代码：

// 省略 getter 和 setter 方法
public class Computer {
    private String cpu;
    private String screen;
    private String memory;
    private String mainboard;

    public Computer(String cpu, String screen, String memory, String mainboard) {
        this.cpu = cpu;
        this.screen = screen;
        this.memory = memory;
        this.mainboard = mainboard;
    }
}

重构后示例代码：

public class NewComputer {
    private String cpu;
    private String screen;
    private String memory;
    private String mainboard;

    public NewComputer() {
        throw new RuntimeException("can't init");
    }

    private NewComputer(Builder builder) {
        cpu = builder.cpu;
        screen = builder.screen;
        memory = builder.memory;
        mainboard = builder.mainboard;
    }

    public static final class Builder {
        private String cpu;
        private String screen;
        private String memory;
        private String mainboard;

        public Builder() {}

        public Builder cpu(String val) {
            cpu = val;
            return this;
        }

        public Builder screen(String val) {
            screen = val;
            return this;
        }

        public Builder memory(String val) {
            memory = val;
            return this;
        }

        public Builder mainboard(String val) {
            mainboard = val;
            return this;
        }

        public NewComputer build() {return new NewComputer(this);}
    }
}

客户端：

public class Click {
        public static void main(String[] args) {
            // 非 Builder 模式
            Computer computer = new Computer("cpu", "screen", "memory", "mainboard");
            
            // Builder 模式
            NewComputer newComputer = new NewComputer.Builder()
                .cpu("cpu")
                .screen("screen")
                .memory("memory")
                .mainboard("mainboard")
                .build();
        }
    }

上面的示例代码只是传入四个参数，如果参数是十四个甚至更多，builder 模式的优势将会更加明显，传递参数更加灵活，代码具有更高的可读性

建造者模式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
• 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，而在建造者模式中，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
• 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

说了这么多 Builder模式的好处，再来看看它有什么缺点：

• Builder模式所创建的产品一般具有较多共同点，组成部分也相似，所以 Builder模式不适合创建差异性很大的产品类
• 产品内部变化复杂，会导致需要定义很多具体建造者类实现变化，增加项目中类的数量，增加系统的理解难度和运行成本

源码戳这里