设计模式之建造者模式

建造者模式的定义

  建造者模式（Builder Pattern）也叫做生成器模式，其定义如下：
  Separate the construction of a complex object from its representation so that the same construction process can create different representations. 即：讲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。
  建造者模式的通用类图如下图所示：

Builder.jpg

在建造者模式中，有如下4个角色：

• Product 产品类：通常是实现了模板方法模式，也就是有模板方法和基本方法。
• AbstractBuilder 抽象建造者类：规范产品的组件，具有模板方法。基本方法由子类实现。
• ConcreteBuilder 具体建造者：实现抽象类定义的所有方法，并且返回一个组件好的对象。
• Director 指导者类：负责安排已有模块的顺序，然后告诉Builder开始建造。
  建造者模式的通用代码如下：

//抽象产品类1
public abstract class Product{
    public abstract void doSomething();
}

//具体产品类1
public class Product1 extends Product{
    @Override
    public void doSomething(){
        //业务处理
        System.out.println("Product1 业务处理...");
    }
}

//具体产品类2
public class Product2 extends Product{
    @Override
    public void doSomething(){
        //业务处理
        System.out.println("Product2 业务处理...");
    }
}

//抽象建造者
public abstract class Builder{
    //设置产品的不同部分，以获得不同的产品
    public abstract void setPart();
    //建造产品
    public abstract Product buildProduct();
}

//具体建造者1
public class ConcreteBuilder1 extends Builder{

    private Product product = new Product1();
    
    @Override
    public void setPart() {
        // 产品内的逻辑处理
        product.doSomething();
        System.out.println("产品1内的逻辑处理...");
    }

    //组建产品1
    @Override
    public Product buildProduct() {
        return product;
    }
    
}

//具体建造者2
public class ConcreteBuilder2 extends Builder{

    private Product product = new Product2();
    
    @Override
    public void setPart() {
        // 产品内的逻辑处理
        product.doSomething();
        System.out.println("产品2内的逻辑处理...");
    }

    //组建产品2
    @Override
    public Product buildProduct() {
        return product;
    }
    
}

//指导者类
public class Director{
    //组建产品1
    private Builder builder = null;
    
    //根据Builder Class指导建造Product
    public Product getProduct(Class<?> clazz){
        try {
            this.builder = (Builder) Class.forName(clazz.getName()).newInstance();
        }catch (Exception e) {
            System.err.print(e.getMessage());
            e.printStackTrace();
        }
        builder.setPart();
        return builder.buildProduct();
    }
}

//客户端
public class BuilderClient{
    public static void main(String[] args) {
        //指导者
        Director director = new Director();
        //指导建造产品1
        Product product1 = director.getProduct(ConcreteBuilder1.class);
        product1.doSomething();
        //指导建造产品2
        Product product2 = director.getProduct(ConcreteBuilder2.class);
        product2.doSomething();
    }
}

  以上就是建造者模式的通用代码，需要注意的是，如果有多个产品类，且这多个产品类具有相同的接口或抽象类，就有几个具体的建造者，因为不同产品的各部分建造方式不同。产品的各部分具体建造师在具体的建造者内部完成的。指导者可以只有一个，在指导建造产品时，可以根据传入的参数（String,Class等）决定创建哪一种具体的产品。指导类起到了封装的作用，避免高层模块深入到建造者内部的实现类。当然，在建造者模式比较庞大时，指导者类可以有多个。

建造者模式的应用

建造者模式的优点

• 封装性：使用建造者模式可以是客户端不必知道产品内部的组成细节。
• 建造者相互独立，容易扩展。
• 便于控制细节风险：由于具体的建造者是独立的，因此可以对建造过程逐步细化，而不对其他的模块产生任何影响。

建造者模式的使用场景

• 相同的方法，不同的执行顺序，产生不同的事件结果时，可以采用建造者模式。
• 多个部件或零件，都可以装配带一个对象中，但是产生的运行结果又不相同时可以使用该模式。
• 产品类非常复杂，或者产品类中的调用顺序不同产生了不同的效能，这个时候建造者模式十分合适。
• 在对象创建过程中会使用到系统的一些其他对象，这些对象在产品对象的创建过程中不易得到时，也可以采用建造者模式封装该对象的创建过程。该场景只能是一种补偿方法，因为一个对象不容易获得，而在设计阶段竟然没有发觉，而要通过建造者模式来柔化，本身已经违反设计最初的目标。

建造者模式的注意事项

• 建造者模式关注的是产品的零件类型和装配工艺（顺序）这是它与工厂方法模式最大不同的地方。虽同为创建类模式，但侧重点不同。

《注》以上内容总结自秦小波-《设计模式之禅》，仅为个人学习笔记。