设计模式2.6 建造者模式

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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。它提供了一种创建对象的最佳方式。

2.6.1 建造者结构

建造者模式

• Builder（抽象建造者）：可以是一个抽象类或一个接口，规范产品对象的各个组成部分的建造。
• ConcreteBuilder（具体建造者）：它实现了Builder接口，给出一步一步的创建产品实例的操作，然后提供一个方法返回创建好的复杂产品对象。
• Product（产品角色）：如果是单个产品类，那么就是一个具体的产品；如果是多个产品类，那么就是一个抽象的类或接口。
• ConcreteProduct（具体产品）：当多个产品类时，继承抽象Product，也就是具体的要建造的复杂对象。值得注意的是，这些产品类不一定会有共同的接口。
• Director（指挥者）：它复杂安排复杂对象的建造次序，指挥者与抽象建造者之间存在关联关系，可以在Director的方法中调用建造者对象的部件构造与装配方法，完成建造复杂对象的任务。

2.6.2 建造者模式细节

主要目的

一个产品通常有不同的组成成分作为产品的零件，不同的产品可以有不同的零件，建造产品的过程是建造零件的过程。建造者模式将产品的结构和产品的零件建造过程对外隐藏起来，把对建造过程进行指挥的责任和具体建造零件的责任分割开来，达到责任划分和封装的目的。

解决问题

主要解决在开发过程中，有时需要创建一个复杂对象，通常由多个部分的子对象构成；由于复杂对象的多样性，这个复杂对象的各个部分经常面临着剧烈的变化，但是将它们组合在一起的算法需要保持稳定。

使用场景

1. 肯德基的产品很多，需要组成“套餐”。
2. Java的StringBuilder

省略角色

1. 省略抽象建造者：如果只需要一个具体建造者，则可以省略抽象建造者。
2. 省略指挥者：可以在具体建造者里边直接构造具体产品。
3. 合并具体建造者和具体产品：在产品本身就是自己的建造者。

优点

1. 良好的封装性
2. 具体建造类之间独立，扩展性好

缺点

• 如果产品比较多，可能会有很多的建造类。

2.6.3 肯德基套餐案例

public class Waiter {
    public static void main(String[] args) {
        KFCBuilder builder = new MexicanTwisterBuilder();
        builder.buildBeverage();
        builder.buildHamburger();
        builder.buildSnack();
        KFCCombo combo = builder.getCombo();
    }
}

// 套餐接口
abstract class KFCCombo {
    private String hamburger;
    private String beverage;
    private String snack;
    // getters & setters
}
// 墨西哥鸡肉卷套餐
class MexicanTwisterCombo extends KFCCombo {}

// Builder接口
interface KFCBuilder {
    void buildHamburger();
    void buildBeverage();
    void buildSnack();
    KFCCombo getCombo();
}

class MexicanTwisterBuilder implements KFCBuilder {
    private KFCCombo combo = new MexicanTwisterCombo();
    @Override
    public void buildHamburger() {
        combo.setHamburger("Mexican Twister");
    }

    @Override
    public void buildBeverage() {
        combo.setBeverage("Pepsi Cola");
    }

    @Override
    public void buildSnack() {
        combo.setSnack("Hot Wings");
    }

    @Override
    public KFCCombo getCombo() {
        return combo;
    }
}

2.6.4 builder内部类

如果一个类有很多属性，此时为此类写一个Builder内部类，来辅助建造该类。

class Phone {
    private String screen;
    private String camera;
    private String cpu;
    private String battery;

    public static Builder builder() {
        return new Builder();
    }

    public static class Builder {
        private Phone phone = new Phone();

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

        public Builder camera(String camera) {
            phone.camera = camera;
            return this;
        }

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

        public Builder battery(String battery) {
            phone.battery = battery;
            return this;
        }

        public Phone build() {
            return phone;
        }
    }
}

2.6.5 与其他模式的关系

抽象工厂模式

• 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，采用抽象工厂模式则是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规定建造产品，它的主要目的是通过组装零配件而产生一个新产品。
• 换言之，抽象工厂模式在更加具体的维度上，而建造模式在一个更加宏观的维度上。

策略模式

• 事实上建造模式是策略模式的一种特殊情况，这两种模式的却别在于用意不同。
• 建造模式适应于为客户端一点一点地建造新的对象。
• 策略模式的目的是为算法提供抽象的接口。