建造者模式（Builder Pattern）
建造者模式一、模式动机
建造者模式（Builder Pattern）是最复杂的创建型模式，它用于创建一个包含多个组成部分的复杂对象，可以返回一个完整的产品对象给用户。它通过将客户端与包含多个组成部分的复杂对象的创建过程分离，使得客户端无需知道复杂对象的内部组成部分与装配方式，只需要知道建造者的类型即可。它关注如何一步一步创建一个复杂对象，不同的具体建造者定义了不同的创建过程，且具体建造者相互独立，增加新的建造者非常方便，系统具有较好的扩展性。
二、模式定义
[*]建造者模式(Builder Pattern)：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。
[*]建造者模式是一步一步创建一个复杂的对象，它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。建造者模式属于对象创建型模式。
三、模式结构
产品：一个由多种组件组合生成的复杂对象
public class Product {
private String partA; //定义部件，部件可以是任意类型，包括值类型和引用类型
private String partB;
private String partC;
//partA的Getter方法和Setter方法省略
//partB的Getter方法和Setter方法省略
//partC的Getter方法和Setter方法省略
}抽象建造者
public abstract class Builder {
//创建产品对象
protected Product product=new Product();
public abstract void buildPartA();
public abstract void buildPartB();
public abstract void buildPartC();
//返回产品对象
public Product getResult() {
return product;
}
}具体建造者
public class ConcreteBuilder1 extends Builder{
public void buildPartA() {
product.setPartA("A1");
}
public void buildPartB() {
product.setPartB("B1");
}
public void buildPartC() {
product.setPartC("C1");
}
}指挥者
public class Director {
private Builder builder;
public Director(Builder builder) {
this.builder=builder;
}
public void setBuilder(Builder builder) {
this.builder=builer;
}
//产品构建与组装方法
public Product construct() {
builder.buildPartA();
builder.buildPartB();
builder.buildPartC();
return builder.getResult();
}
}客户
......
Builder builder = new ConcreteBuilder1(); //可通过配置文件实现
Director director = new Director(builder);
Product product = director.construct();
......四、案例实现
案例背景
每一份套餐都是由不同的food和drink组成
案例结构
代码实现
Meal
public class Meal {
private String food;
private String drink;
public String getFood() {
return food;
}
public void setFood(String food) {
this.food = food;
}
public String getDrink() {
return drink;
}
public void setDrink(String drink) {
this.drink = drink;
}
}MealBuilder
public abstract class MealBuilder {
protected Meal meal = new Meal();
public abstract void buildFood();
public abstract void buildDrink();
public Meal getMeal() {
return meal;
}
}具体建造者A
public class MealBuilderA extends MealBuilder{
@Override
public void buildFood() {
this.meal.setFood("AFood");
}
@Override
public void buildDrink() {
this.meal.setDrink("ADrink");
}
}具体建造者B
public class MealBuilderB extends MealBuilder{
@Override
public void buildFood() {
this.meal.setFood("BFood");
}
@Override
public void buildDrink() {
this.meal.setDrink("BDrink");
}
}指挥者类
public class Director {
private MealBuilder mb;
public void setMb(MealBuilder mb) {
this.mb = mb;
}
public Meal construct(){
mb.buildFood();
mb.buildDrink();
return mb.getMeal();
}
}客户类
public class Client {
public static void main(String[] args) {
MealBuilderA mbA = new MealBuilderA();//选择套餐
Director director = new Director();//叫服务员
director.setMb(mbA);//告知服务员
Meal meal = director.construct();//服务员上套餐
System.out.println("套餐A：");
System.out.println(meal.getFood());
System.out.println(meal.getDrink());
}
}五、模式分析
在一个复杂对象由很多复杂的属性组成，不同的属性组成不同的复杂对象，建造者使用setter注入不同的属性，指挥者包含建造者，在指挥者内调用建造者方法获取复杂对象
六、总结
模式优点
[*]客户端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，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，扩展方便，符合开闭原则
[*]可以更加精细地控制产品的创建过程
模式缺点
[*]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，不适合使用建造者模式，因此其使用范围受到一定的限制
[*]如果产品的内部变化复杂，可能会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，增加了系统的理解难度和运行成本
使用情形
[*] 需要生成的产品对象有复杂的内部结构，这些产品对象通常包含多个成员变量
[*] 需要生成的产品对象的属性相互依赖，需要指定其生成顺序
[*] 对象的创建过程独立于创建该对象的类。在建造者模式中通过引入了指挥者类，将创建过程封装在指挥者类中，而不在建造者类和客户类中
[*] 隔离复杂对象的创建和使用，并使得相同的创建过程可以创建不同的产品
简化
[*]省略抽象建造者角色-（系统中只需要1个建造者时）
[*]省略指挥者角色-（系统中只需要1个建造者是，省略抽象建造者、还可继续省略指挥者，让Builder角色扮演指挥者与建造者双重角色
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