设计模式——建造者模式

建造者模式

盖房项目需求

• 传统方式：打地基，砌墙，封顶

盖房子步骤

public abstract class AbstractHouse {
    // 地基
    public abstract void buildBasic();
    // 砌墙
    public abstract void buildWall();
    // 封顶
    public abstract void buildFed();

    // 建造
    public void build(){
        buildBasic();
        buildWall();
        buildFed();
    }
}

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

盖普通房子

public class CommonHouse extends AbstractHouse{
    @Override
    public void buildBasic() {
        System.out.println("普通房子打地基");
    }

    @Override
    public void buildWall() {
        System.out.println("普通房子砌墙");
    }

    @Override
    public void buildFed() {
        System.out.println("普通房子封顶");
    }
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

测试

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        new CommonHouse().build();
    }
}
1
2
3
4
5

这种方式的优缺点

• 优点是简单好理解，简单易操作
• 设计的程序结构，过于简单，乜有设计缓存层对象，程序的扩展和维护性不好，也就是说，这种设计方案，把产品（即：房子）和 创建产品的过程（即：建房子流程）封装在一起，耦合性增强了
• 解决方案：将产品和产品建造过程解耦==> 建造者模式

基本介绍

• 建造者模式又叫生成器模式，是一种对象构建模式，他可以将复杂对象的建造过程抽象出来（抽象类别），使这个抽象过程的不同实现方法可以构造出不同表现（属性）的对象

• 建造者模式是一步一步创建一个复杂的对象，他允许用户只通过指定复杂对象的类型和内容就可以构建它们，用户不需要知道内部的具体构建细节

四个角色

• Product（产品角色）： 一个具体的产品对象
• Builder (抽象建造者)： 创建 Product对象的各个部件指定的接口/抽象类
• ConcreteBuilder (具体建造者)： 实现接口，构建和装配各个部件
• 建造一个使用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，一个是：隔离了产品和对象的生产过程，另一个是：负责控制产品对象的生产过程

实例代码

抽象的建造者 ==> Build

public interface HouseBuild {
    House HOUSE = new House();

    // 将建造的流程规定好
    void buildBasic();

    void buildWall();

    void buildRoofed();

    // 返回建造的房子
    default House buildHouse() {
        return HOUSE;
    }
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

• 产品

• 具体建造者 ConcreteBuilder (具体建造者)

public class HighHouse implements HouseBuild {
    @Override
    public void buildBasic() {
        System.out.println("高楼打地基");
    }

    @Override
    public void buildWall() {
        
        System.out.println("高楼打地基");
    }

    @Override
    public void buildRoofed() {
        System.out.println("高楼打地基");
    }
}

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18

public class CommonHouse implements HouseBuild {
    @Override
    public void buildBasic() {
        System.out.println("普通房子打地基");
    }

    @Override
    public void buildWall() {

        System.out.println("普通房子打地基");
    }

    @Override
    public void buildRoofed() {
        System.out.println("普通房子打地基");
    }
}

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18

Director (指挥者)

public class HouseDirect {
    private HouseBuild houseBuild = null;

    // 使用构造器注入houseBuild对象
    public HouseDirect(HouseBuild houseBuild) {
        this.houseBuild = houseBuild;
    }

    public void setHouseBuild(HouseBuild houseBuild) {
        this.houseBuild = houseBuild;
    }

    // 建造房子
    public House constructHouse(){
        houseBuild.buildBasic();
        houseBuild.buildWall();
        houseBuild.buildRoofed();
        return houseBuild.buildHouse();
    }
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20

测试

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("---普通房子---");
        HouseBuild commonHouseBuild = new CommonHouse();
        HouseDirect houseDirect = new HouseDirect(commonHouseBuild);
        houseDirect.constructHouse();

        System.out.println("---高楼---");
        HouseBuild highHouseBuild = new HighHouse();
        // 修改houseDirect为HighHouse
        houseDirect.setHouseBuild(highHouseBuild);
        houseDirect.constructHouse();
    }
}

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

注意事项和细节

• 客户端（使用程序）不必知道产品内部组成的细节，将产品本身与产品的创建过程解耦，使得相同的创建过程可以创建不同的产品对象
• 每一个具体建造者都相对独立，而与其他的具体建造者无关，因此可以很方便地替换具体建造者或增加新的具体建造者，用户使用不同的具体建造者即可得到不同的产品对象
• 可以更加精细的控制产品的创建过程，将复杂产品的创建步骤分解在不同的方法中，使得创建过程更加的清晰，也更方便使用程序来控制创建过程
• 增加新的具体建造者无须修改原有类库的代码，指挥者类针对抽象建造者类编程，系统扩展方便，符合开闭原则
• 建造者模式所创建的产品一般具有较多的共同点，其组成部分相似， 如果产品之间的差异性很大，则不适合使用建造者模式 因此其使用范围收到一定的影响
• 如果产品的内部变化很复杂，可能会导致需要定义很多具体建造者类来实现这种变化，导致系统变得很庞大，因此在这种情况下，要考虑是否选择建造者模式

抽象工厂模式 VS 建造者模式

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：具有不通分类维度的产品组合，采用抽象工厂模式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按照指定的蓝图建造产品，他的主要目的是通过组装零配件而生产一个新产品