设计模式--建造者(Builder)模式

模式介绍

• 建造者模式是一步一步创建一个复杂对象的创建型模式，它允许用户在不知道内部构造细节的情况下，可以更精细的控制对象的构造流程。该模式是为了将构建复杂对象的过程和它的部件解耦，使得构建过程和部件的表示隔离开来。

定义与类型

• 定义：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
• 用户只需要指定需要建造的类型就可以得到它们，建造过程中的细节不需要知道
• 类型：创建型

使用场景

• 如果一个对象有非常复杂的内部结构（很多属性）
• 想把复杂对象的创建和使用分离

优点

• 封装性好，创建和使用分离
• 扩展性好、建造类之间独立、一定程度上解耦

缺点

• 产生多余的Builder对象
• 产品内部发生变化，建造者都要修改，成本较大

与工厂模式的区别：

• 建造者更注重方法的调用顺序
• 建造者可以创建复杂的产品由各种复杂的部件组成，工厂模式创建的都是一个样
• 工厂模式只关注产品被创建出来，建造者模式关心组成的细节

建造者模式有4个对象：

Product（产品角色）：一个具体的产品对象。
Builder（抽象建造者）：创建一个Product对象的各个部件指定的抽象接口。
ConcreteBuilder（具体建造者）：实现抽象接口，构建和装配各个部件。
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。

UML类图

Builder-Pattern.png

以一个课程为例讲解上面4个对象的使用

• Product（产品角色）:

public class Course {
    private String courseName;
    private String coursePPT;
    private String courseVideo;
    private String courseArticle;
}

• Builder（抽象建造者）

public abstract class CourseBuilder {
    public abstract void buildCourseName(String courseName);
    public abstract void buildCoursePPT(String coursePPT);
    public abstract void buildCourseVideo(String courseVideo);
    public abstract void buildCourseArticle(String courseArticle);
    public abstract void buildCourseQA(String courseQA);

    public abstract Course makeCourse();

}

• ConcreteBuilder（具体建造者）

public class CourseActualBuilder extends CourseBuilder {
    private Course course = new Course();
    @Override
    public void buildCourseName(String courseName) {
        course.setCourseName(courseName);
    }
    @Override
    public void buildCoursePPT(String coursePPT) {
        course.setCoursePPT(coursePPT);
    }
    @Override
    public void buildCourseVideo(String courseVideo) {
        course.setCourseVideo(courseVideo);
    }
    @Override
    public void buildCourseArticle(String courseArticle) {
        course.setCourseArticle(courseArticle);
    }
    @Override
    public void buildCourseQA(String courseQA) {
        course.setCourseQA(courseQA);
    }
    @Override
    public Course makeCourse() {
        return course;
    }
}

• Director（指挥者):

public class Coach extends CourseActualBuilder {
    private CourseBuilder courseBuilder;

    public void setCourseBuilder(CourseBuilder courseBuilder) {
        this.courseBuilder = courseBuilder;
    }

    public Course makeCourse(String courseName,String coursePPT,
                             String courseVideo,String courseArticle,
                             String courseQA){
        this.courseBuilder.buildCourseName(courseName);
        this.courseBuilder.buildCoursePPT(coursePPT);
        this.courseBuilder.buildCourseVideo(courseVideo);
        this.courseBuilder.buildCourseArticle(courseArticle);
        this.courseBuilder.buildCourseQA(courseQA);
        return this.courseBuilder.makeCourse();
    }
}

无须关心产品对象的具体组装过程，只需确定具体建造者的类型即可，建造者模式将复杂对象的构建与对象的表现分离开来，这样使得同样的构建过程可以创建出不同的表现：

public static void main(String[] args) {
        CourseBuilder courseBuilder = new CourseActualBuilder();
        Coach coach = new Coach();
        coach.setCourseBuilder(courseBuilder);
        Course course = coach.makeCourse("Java设计模式精讲",
                "Java设计模式精讲PPT",
                "Java设计模式精讲视频",
                "Java设计模式精讲手记",
                "Java设计模式精讲问答");
        System.out.println(course);
 }

建造者模式升级版--链式调用（实际项目常出现的形式，下面用例ImmutableSet就是这样设计的）：

public class Course {
    private String courseName;
    private String coursePPT;
    private String courseVideo;
    private String courseArticle;
    //question & answer
    private String courseQA;

    public Course(CourseBuilder courseBuilder) {
        this.courseName = courseBuilder.courseName;
        this.coursePPT = courseBuilder.coursePPT;
        this.courseVideo = courseBuilder.courseVideo;
        this.courseArticle = courseBuilder.courseArticle;
        this.courseQA = courseBuilder.courseQA;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Course{" +
                "courseName='" + courseName + '\'' +
                ", coursePPT='" + coursePPT + '\'' +
                ", courseVideo='" + courseVideo + '\'' +
                ", courseArticle='" + courseArticle + '\'' +
                ", courseQA='" + courseQA + '\'' +
                '}';
    }
    public static class CourseBuilder{
        private String courseName;
        private String coursePPT;
        private String courseVideo;
        private String courseArticle;
        //question & answer
        private String courseQA;
        public CourseBuilder buildCourseName(String courseName){
            this.courseName = courseName;
            return this;
        }
        public CourseBuilder buildCoursePPT(String coursePPT) {
            this.coursePPT = coursePPT;
            return this;
        }
        public CourseBuilder buildCourseVideo(String courseVideo) {
            this.courseVideo = courseVideo;
            return this;
        }
        public CourseBuilder buildCourseArticle(String courseArticle) {
            this.courseArticle = courseArticle;
            return this;
        }
        public CourseBuilder buildCourseQA(String courseQA) {
            this.courseQA = courseQA;
            return this;
        }
        public Course build(){
            return new Course(this);
        }
    }
}

使用：

 public static void main(String[] args) {
      Course course = new Course.CourseBuilder().buildCourseName("Java设计模式精讲").buildCoursePPT("Java设计模式精讲PPT").buildCourseVideo("Java设计模式精讲视频").build();
      System.out.println(course);
      'guava中的使用'
      Set<String> set = ImmutableSet.<String>builder().add("a").add("b").build();
      System.out.println(set);
  }

建造者模式在android框架retrofit中的运用