建造者模式-java

概念：

建造者模式是将一个复杂对象的构建与表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。一个 Builder 类会一步一步构造最终的对象。该 Builder 类是独立于其他对象的。

具体实现：

1、常规用法：

抽象建造者类(Builder)：这个接口规定要实现复杂对象的那些部分的创建，并不涉及具体的部件对象的创建。
具体建造者类(RealBuilder)：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，提供产品的实例。
指挥者类(Director)：调用具体创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。
产品类(Product)：要创建的复杂的对象。

还是以创建手机为例，这里在指挥者类中实现了手机的装配过程。

//产品类 （手机）
public class Phone {
    private String cpu;
    private String screen;
    private String brandName;
    public String getCpu() {
        return cpu;
    }
    public void setCpu(String cpu) {
        this.cpu = cpu;
    }
    public String getScreen() {
        return screen;
    }
    public void setScreen(String screen) {
        this.screen = screen;
    }
    public String getBrandName() {
        return brandName;
    }
    public void setBrandName(String brandName) {
        this.brandName = brandName;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Phone{" +
                "cpu='" + cpu + '\'' +
                ", screen='" + screen + '\'' +
                ", brandName='" + brandName + '\'' +
                '}';
    }
}

//抽象创造者类
public abstract class Builder {
    protected Phone mPhone = new Phone();
    public abstract void buildCpu();
    public abstract void buildScreen();
    public abstract void buildBrandName();
    public abstract Phone createPhone();
}

//具体构建者  实现创造华为手机对象步骤
public class HuaWeiBuilder extends Builder {
    @Override
    public void buildCpu() {
        mPhone.setCpu("麒麟990");
    }
    @Override
    public void buildScreen() {
        mPhone.setScreen("5.5寸");
    }
    @Override
    public void buildBrandName() {
        mPhone.setBrandName("华为手机");
    }
    @Override
    public Phone createPhone() {
        return mPhone;
    }
}

//具体构建者  实现创造小米手机对象步骤
public class XiaoMiBuilder extends Builder {
    @Override
    public void buildCpu() {
        mPhone.setCpu("骁龙888");
    }
    @Override
    public void buildScreen() {
        mPhone.setScreen("6.0寸");
    }
    @Override
    public void buildBrandName() {
        mPhone.setBrandName("小米手机");
    }
    @Override
    public Phone createPhone() {
        return mPhone;
    }
}

//实现对象创建过程的指挥者类
public class Director {
    private Builder builder;
    public Director(Builder builder) {
        this.builder = builder;
    }
    public Phone construct(){
        builder.buildCpu();
        builder.buildScreen();
        builder.buildBrandName();
        return builder.createPhone();
    }
}

//测试输出产品结果
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
//        Director director = new Director(new HuaWeiBuilder());
        Director director = new Director(new XiaoMiBuilder());
        Phone construct = director.construct();
        System.out.println(construct);
    }
}

补充另一种写法，指挥者类中的方法可以写到Builder中。如下SimpleBuilder，这样的话就可以省去指挥者类。

//省去指挥者类后的（抽象建造者类 Builder）
public abstract class SimpleBuilder {
    protected Phone mPhone = new Phone();

    public abstract void buildCpu();
    public abstract void buildScreen();
    public abstract void buildBrandName();
    public abstract Phone createPhone();

    public Phone construct(){
        buildCpu();
        buildScreen();
        buildBrandName();
        return createPhone();
    }
}

该示例为建造者模式的常规用法，指挥者类Director在建造者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，控制调用先后顺序，并向调用者返回完整的产品类。
有时候会把指挥者类（Director）和抽象建造者（Builder）进行结合(SimpleBuilder)。虽然简化了系统结构，同时也加重了抽象建造者类的职责，不太符合单一职责原则。所以如果构造过程construct()过于复杂，建议还是封装到指挥者类Director中。

2、常用方法：

该示例为建造者模式的常用方法，当一个类构造器需要传入很多参数时，创建这个类的实例代码可读性会非常差，容易出现错误，可以使用建造者模式进行重构。提高开发效率，可以链式编程。

还是以创建一个手机为例，如下：

public class Phone {
    private String cpu;
    private String screen;
    private String brandName;
    
    private Phone(Builder builder) {
        this.cpu = builder.cpu;
        this.screen = builder.screen;
        this.brandName = builder.brandName;
    }
    //final 修饰的类不可以被继承
    public static final class Builder{
        private String cpu;
        private String screen;
        private String brandName;
        public Builder cpu(String cpu){
            this.cpu = cpu;
            return this;
        }
        public Builder screen(String screen){
            this.screen = screen;
            return this;
        }
        public Builder brandName(String brandName){
            this.brandName = brandName;
            return this;
        }
        public Phone builder(){
            return new Phone(this);
        }
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Phone{" +
                "cpu='" + cpu + '\'' +
                ", screen='" + screen + '\'' +
                ", brandName='" + brandName + '\'' +
                '}';
    }
}

//测试实现创建过程
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Phone phone = new Phone.Builder()
                .cpu("骁龙888")
                .screen("6.0寸")
                .brandName("小米手机")
                .builder();
        System.out.println(phone);
    }
}

总结：

优点：

1、建造者独立，易扩展。
2、便于控制细节风险，创建过程更加清晰。
3、相同的创建过程可以创建出不同的产品对象

缺点：

1、产品必须有共同点，范围有限制。
2、如内部变化复杂，会有很多的建造类。

使用场景：

1、需要生成的对象具有复杂的内部结构。
2、需要生成的对象内部属性本身相互依赖。
（简单说构造参数>5 & 存在可选参数，适合使用建造者模式）

工厂模式和建造者模式的区别：

工厂模式注重的是整体对象的创建方式，是不需要关心构建过程。
建造者模式注重部件构建的过程，通过一步步地精确构造创建出一个复杂的对象。