Java設(shè)計(jì)模式之建造者模式的示例詳解

更新時(shí)間：2022年10月28日 16:54:14 作者：游坦之

建造者模式，是一種對(duì)象構(gòu)建模式?它可以將復(fù)雜對(duì)象的建造過程抽象出來，使這個(gè)抽象過程的不同實(shí)現(xiàn)方法可以構(gòu)造出不同表現(xiàn)的對(duì)象。本文將通過示例講解建造者模式，需要的可以參考一下

1 定義

建造者模式（Builder Patten）：將一個(gè)復(fù)雜對(duì)象的構(gòu)建與他的表示分離，使得同樣的構(gòu)建過程可以創(chuàng)建不同的表示。

建造者模式用于一步一步創(chuàng)建一個(gè)復(fù)雜的對(duì)象，他允許用戶只通過指定復(fù)雜對(duì)象的類型和內(nèi)容進(jìn)行構(gòu)建，用戶不需要知道內(nèi)部的具體構(gòu)建細(xì)節(jié)。建造者模式屬于對(duì)象創(chuàng)建型模式，根據(jù)翻譯的不同，建造者模式又可稱為生成器模式。

2 結(jié)構(gòu)與角色

建造者模式包含4個(gè)角色

Builder：抽象建造者。為創(chuàng)建一個(gè)Product對(duì)象的各個(gè)部件指定的抽象接口。
ConcreteBuilder：具體建造者。實(shí)現(xiàn)抽象建造者Builder，構(gòu)建和裝配產(chǎn)品的各個(gè)部件。做具體建造工作，但卻不為客戶端所知。
Product：產(chǎn)品，被構(gòu)建的復(fù)雜對(duì)象。具體建造者創(chuàng)建該產(chǎn)品的內(nèi)部表示并定義它的裝配過程。包含定義組成部件的類，包括將這些部件裝配成最終的產(chǎn)品的接口。
Director：指揮者。構(gòu)建一個(gè)使用抽象建造者Builder的對(duì)象。它與客戶端打交道，將客戶端創(chuàng)建產(chǎn)品的請(qǐng)求劃分為對(duì)各個(gè)零件的建造請(qǐng)求，再將這些請(qǐng)求委派給ConcreteBuilders。

3 例子

建造樓房的過程中，有專業(yè)人員繪制圖紙，圖紙中講述干什么，工人根據(jù)圖紙去具體實(shí)現(xiàn)要干的事情，包工頭根據(jù)實(shí)際情況去處理圖紙中方法的執(zhí)行，調(diào)配工人以何種順序完成圖紙上的要求。雖然包工頭和圖紙對(duì)建造高樓很有幫助，但是高樓平地起，卻是由工人們一磚一瓦的搭建起來。

以上的這個(gè)例子很形象的講述建造者模式執(zhí)行過程，其中圖紙就對(duì)應(yīng)Builder（提供方法，要干什么），工人就對(duì)應(yīng)ConcreteBuilder（具體去干方法中規(guī)定的事情），包工頭就對(duì)應(yīng)Director（以何種順序干，調(diào)配工人），高樓就對(duì)應(yīng)Product。

3.1 代碼

3.1.1 Builder類

Builder類只提供抽象的方法，類似于圖紙，只是告訴你建造高樓你需要做什么。

// 抽象方法，要做什么：建設(shè)一個(gè)大樓需要做什么
public abstract class Builder {
    abstract void builderA();
    abstract void builderB();
    abstract void builderC();
    abstract void builderD();
    abstract Product getProduct();
}

3.1.2 Worker類

工人是具體實(shí)現(xiàn)Builder提出的需求，比如水泥、鋼筋等等。工人類直接產(chǎn)生產(chǎn)品（new）

package demo01;
// 知道了要做什么，就得有人來具體實(shí)現(xiàn)
public class Worker extends Builder{
    private Product product;
    public Worker() {
        product = new Product();
    }
    @Override
    void builderA() {
        product.setBuildA("打地基");
        System.out.println("打地基");
    }
    @Override
    void builderB() {
        product.setBuildB("鋼筋混凝土");
        System.out.println("鋼筋混凝土");
    }
    @Override
    void builderC() {
        product.setBuildC("蓋房子");
        System.out.println("蓋房子");
    }
    @Override
    void builderD() {
        product.setBuildD("油漆、粉刷");
        System.out.println("油漆、粉刷");
    }
    Product getProduct()
    {
        return product;
    }
}

3.1.3 Product類

當(dāng)產(chǎn)品的本身的屬性一一被滿足的時(shí)候，產(chǎn)品才會(huì)產(chǎn)生。

public class Product {
    private String buildA;
    private String buildB;
    private String buildC;
    private String buildD;
    public String getBuildA() {
        return buildA;
    }
    public void setBuildA(String buildA) {
        this.buildA = buildA;
    }
    public String getBuildB() {
        return buildB;
    }
    public void setBuildB(String buildB) {
        this.buildB = buildB;
    }
    public String getBuildC() {
        return buildC;
    }
    public void setBuildC(String buildC) {
        this.buildC = buildC;
    }
    public String getBuildD() {
        return buildD;
    }
    public void setBuildD(String buildD) {
        this.buildD = buildD;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Product{" +
                "buildA='" + buildA + '\'' +
                ", buildB='" + buildB + '\'' +
                ", buildC='" + buildC + '\'' +
                ", buildD='" + buildD + '\'' +
                '}';
    }
}

3.1.4 Director類

包工頭，安排工人怎么去做，比如今天下雨，不打水泥了，去抬鋼筋，今天不下雨了，去打地基。

// 指揮的作用是，以什么樣的順序，完成產(chǎn)品的制作
public class Director {
    public Product getProduct(Builder builder){
        builder.builderA();
        builder.builderB();
        builder.builderC();
        builder.builderD();
        return builder.getProduct();
    }
}

3.1.5 Test測(cè)試類

public class Test01 {
    public static void main(String[] args) {
        Director director = new Director();
        Product product = director.getProduct(new Worker());
        System.out.println(product.toString());
    }
}

指揮者調(diào)整順序可以得到不同的產(chǎn)品，或者不同的效果（雖然這個(gè)沒體現(xiàn)出來）

4 不使用指揮者的例子

去餐廳吃飯，餐廳里一般有默認(rèn)的套餐，或者自己（用戶）點(diǎn)餐，點(diǎn)餐之后，服務(wù)員根據(jù)訂單負(fù)責(zé)將食品端上來，然后你大快朵頤，享受美食帶來的快感…

在這一場(chǎng)景里，就沒有指揮者，指揮權(quán)到達(dá)了用戶的手里。上面3中的場(chǎng)景，指揮權(quán)就不能到用戶手里，你不能讓人家掏錢還得讓人家自己建（除非是老板）。

4.1 Builder類

public abstract class Builder {
    abstract Builder builderA(String msg);
    abstract Builder builderB(String msg);
    abstract Builder builderC(String msg);
    abstract Builder builderD(String msg);
    abstract Product getProduct();
}

4.2 Worker類

public class Worker extends Builder {
    private Product product;
    public Worker() {
         product = new Product();
    }
    Builder builderA(String msg) {
        product.setBuildA(msg);
        return this;
    }
    Builder builderB(String msg) {
        product.setBuildB(msg);
        return this;
    }
    Builder builderC(String msg) {
        product.setBuildC(msg);
        return this;
    }
    Builder builderD(String msg) {
        product.setBuildD(msg);
        return this;
    }
    Product getProduct() {
        return product;
    }
}

4.3 Product類

public class Product {
    private String buildA = "炸雞";
    private String buildB = "漢堡";
    private String buildC = "可樂";
    private String buildD = "大蒜";
    public String getBuildA() {
        return buildA;
    }
    public void setBuildA(String buildA) {
        this.buildA = buildA;
    }
    public String getBuildB() {
        return buildB;
    }
    public void setBuildB(String buildB) {
        this.buildB = buildB;
    }
    public String getBuildC() {
        return buildC;
    }
    public void setBuildC(String buildC) {
        this.buildC = buildC;
    }
    public String getBuildD() {
        return buildD;
    }
    public void setBuildD(String buildD) {
        this.buildD = buildD;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Product{" +
                "buildA='" + buildA + '\'' +
                ", buildB='" + buildB + '\'' +
                ", buildC='" + buildC + '\'' +
                ", buildD='" + buildD + '\'' +
                '}';
    }
}

4.4 Test類

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Worker worker = new Worker();
        System.out.println(worker.builderA("全家桶")
                .getProduct());
    }
}

上面的代碼例子中：Worker就相當(dāng)于服務(wù)員，記錄你點(diǎn)了什么菜，并生成賬單（Product里的信息），反饋給用戶產(chǎn)品。

5 適用場(chǎng)景

需要生成的產(chǎn)品對(duì)象有復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（通常包含多個(gè)成員屬性）
需要生成的產(chǎn)品對(duì)象的屬性相互依賴（需要指定順序）
產(chǎn)品對(duì)象的創(chuàng)建過程獨(dú)立于創(chuàng)建該對(duì)象的類
隔離復(fù)雜對(duì)象的創(chuàng)建和使用，并使得相同的創(chuàng)建過程可以創(chuàng)建不同的類

6 優(yōu)缺點(diǎn)

6.1 優(yōu)點(diǎn)

用戶不需要知道產(chǎn)品內(nèi)部組成的細(xì)節(jié)，將產(chǎn)品本身與產(chǎn)品的創(chuàng)建過程解耦，使得相同的創(chuàng)建過程可以創(chuàng)建不同的產(chǎn)品對(duì)象。
很方便的替換具體的建造者或者增加新的具體創(chuàng)建者
符合開閉原則，可以更加精細(xì)的控制產(chǎn)品的創(chuàng)建過程