建造者模式

一、介绍

1、建造者模式

是将一个复杂的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。

2、使用场景

一个设计模式解决一类问题，那么建造者模式解决了什么问题呢？——对象的构建过于复杂的问题

• 当一个类的构造函数参数过多（超过四个），并且有的参数可有可无，或者很多产品有默认值。

• 产品类非常复杂或者产品类因为调用顺序不同而产生不同作用

  3、优点

• 复杂产品的创建步骤分解在不同的方法中，这些方法可以调用顺序不同，结果不同，创建结果很清晰

  4、缺点

• 如果产品的内部变化复杂，可能会导致需要定义很多具体建造者来实现这种变化。

二、案例

理论总是难以理解的，现在通过案例分析问题，一步步了解使用建造者模式的好处
【案例】好好看一下这个案例
KFC套餐
假如目前KFC里面有很多个套餐
> 在套餐里面有必点，也有选点，然后每个单品又有大小之分
> 必点：汉堡（hamburger），薯条（chips）
> 选点：鸡腿（chicken），可乐（cola），披萨（pizza）
【用Java代码模拟场景】
我们如何构成这么多套餐实例呢？
我们不使用建造者模式也能构建代码，但是建造者模式会让代码看上去更装逼，代码到后期更结构化更容易维护和拓展
首先构建这个实体类`KFC

public class KFC {
    //套餐必点
    private String hamburger;
    private String chips;
    //套餐选点
    private String chicken;
    private String cola;
    private String pizza;
}

想象是不是折叠构造函数来创建实例，下面来尝试一下：

public class KFC{
    //省略了上面的属性.....
    //必点套餐A
    public KFC(String hamburger,String chips){
        this(hamburger,chips,null,null,null);
    }
    A
    //套餐B
    public KFC(String hamburger,String chips,String chicken){
        this(hamburger,chips,chicken,null,null);
    }
    //套餐C
    public KFC(String hamburger,String chips,String chicken,String cola){
        this(hamburger,chips,chicken,cola,null);
    }
    //......还有好多种组合方式，你会发现使用折叠构造函数的方法十分复杂
    //全选
    public KFC(String hamburger,String chips,String chicken,String cola,String pizza){
        this.hamburger = hamburger;
            this.chips = chips;
        this.chicken = chicken;
        this.cola = cola;
        this.pizza = pizza;
    }
}

会发现使用折叠构造函数的方式很复杂，很冗余。
那么是不是可以使用set方法来创建，只要一个必点构造就好了，那继续模拟：

public class KFC{
    //.....省略了属性
    //必点
    public KFC(String hamburger,String chips){
        this.hamburger = hamburger;
        this.chips = chips;
    }
    //set方法
    public void setChicken(String chicken) {
        this.chicken = chicken;
    }
    public void setCola(String cola) {
        this.cola = cola;
    }
    public void setPizza(String pizza) {
        this.pizza = pizza;
    }
    //实例化对象，你会发现这种方式就友好很多
     public static void main(String[] args) {
        KFC kfc = new KFC("大汉堡","大薯条");
        //加小份可乐
        kfc.setCola("小可乐");
        //加个鸡腿
        kfc.setChicken("大鸡腿");
        System.out.println(kfc);
    }
}

会发现使用set方式就友好了很多，但是这种方法太随意，可能这个套餐里面没有这个单品，而使用set的人却不知道，造成错误的套餐出现。
解决上面的两种问题：一种设计模式解决一类问题，所以建造者模式就出现了。

三、建造者模式

先了解一下又哪些角色吧，看不懂没关系，看一下代码就懂了

四个角色
Product（产品角色）： 一个具体的产品对象。
Builder（抽象建造者）： 创建一个Product对象的各个部件指定的抽象接口。
ConcreteBuilder（具体建造者）： 实现抽象接口，构建和装配各个部件。
Director（指挥者）： 构建一个使用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，一是：隔离了客户与对象的生产过程，二是：负责控制产品对象的生产过程。

拿其中两个套餐举例
> 套餐A:汉堡，薯条，大鸡腿
> 套餐B:汉堡，薯条，小鸡腿，小可乐，小披萨
> 其中薯条和汉堡可大可小，并且必须有，
> 其它的都为固定大小，但是你可以选择有或没有

• 产品（KFC）

  public class KFC {
    //套餐必点
    private String hamburger;
    private String chips;
    //套餐选点
    private String chicken;
    private String cola;
    private String pizza;
        //必点
    public KFC(String hamburger,String chips){
        this.hamburger = hamburger;
        this.chips = chips;
    }
    //set方法
    public void setChicken(String chicken) {
        this.chicken = chicken;
    }
    public void setCola(String cola) {
        this.cola = cola;
    }
    public void setPizza(String pizza) {
        this.pizza = pizza;
    }
  }

• Builder

  public interface Builder {
    void setChicken();
    void setCola();
    void setPizza();
    KFC getKFC();
  }

• ConcreteBuilder

套餐A

public class ConcreteBuilder1 implements Builder {
    private KFC kfc;
    //这一步非常重要
    public ConcreteBuilder1(String hamburger,String chips){
        kfc = new KFC(hamburger,chips);
    }
    @Override
    public void setChicken() {
        kfc.setChicken("大鸡腿");
    }
    @Override
    public void setCola() {
        kfc.setCola(null);
        System.out.println("套餐A里面没有可乐");
    }
    @Override
    public void setPizza() {
        kfc.setPizza(null);
        System.out.println("套餐A里面没有披萨");
    }
    @Override
    public KFC getKFC() {
        return kfc;
    }
}

套餐B

public class ConcreteBuilder2 implements Builder {
    private KFC kfc;
    //这一步非常重要
    public ConcreteBuilder2(String hamburger,String chips){
        kfc = new KFC(hamburger,chips);
    }
    @Override
    public void setChicken() {
        kfc.setChicken("小鸡腿");
    }
    @Override
    public void setCola() {
        kfc.setCola("小可乐");
    }
    @Override
    public void setPizza() {
        kfc.setPizza("小披萨");
    }
    @Override
    public KFC getKFC() {
        return kfc;
    }
}

Director:
执行者，这里把他当作服务员，此时你像服务员点餐

public class Director {
    public KFC build(Builder builder){
        //套餐里面我只选了鸡腿和可乐
        builder.setChicken();
        builder.setCola();
        return builder.getKFC();
    }
}
//测试
public class BuilderTest {
    public static void main(String[] args) {
       //套餐A
        System.out.println("======套餐A======");
        Builder concreteBuilder1 = new ConcreteBuilder1("大汉堡", "小薯条");
        KFC kfc1 = new Director().build(concreteBuilder1);
        System.out.println(kfc1);
        //套餐B
        System.out.println("======套餐B======");
        Builder concreteBuilder2 = new ConcreteBuilder2("小汉堡", "小薯条");
        KFC kfc2 = new Director().build(concreteBuilder2);
        System.out.println(kfc2);
    }
}

会觉得会有点麻烦，单品可有可无的选择上面十分的被动，代码看上去也很怪，如果下次想全部单品先选上，再去选套餐的时候，又要新建一个新的指导者。
所以普通的建造者模式不适合参数的可有可无的选择，普通的建造者模式更侧重调控次序，在有些情况下需要简化系统结构：

四、简化版的链式建造者模式

既Director是变化的，并且其实在生活中自身就是Director,所以这个时候可以把Director这个角色去掉，因为自身就是指导者。

• 产品（product）

  public class KFC {
    //套餐必点
    private String hamburger;
    private String chips;
    //套餐选点
    private String chicken;
    private String cola;
    private String pizza;
    public KFC(String hamburger,String chips){
        this.hamburger = hamburger;
        this.hamburger = chips;
    }
    public void setChicken(String chicken) {
        this.chicken = chicken;
    }
    public void setCola(String cola) {
        this.cola = cola;
    }
    public void setPizza(String pizza) {
        this.pizza = pizza;
    }

• 抽象建造者（builder）

  public abstract class Builder {
        abstract Builder setChicken();
        abstract Builder setCola();
        abstract Builder setPizza();
        abstract KFC getKFC();
  }

• 具体建造者(ConcreteBuilder)

  public class ConcreteBuilder extends Builder {
    KFC kfc;
    public ConcreteBuilder(String hamburger,String chips){
        kfc = new KFC(hamburger,chips);
    }
    @Override
    Builder setChicken() {
        kfc.setChicken("鸡腿");
        return this;
    }
    @Override
    Builder setCola() {
        kfc.setCola("可乐");
        return this;
    }
    @Override
    Builder setPizza() {
        kfc.setPizza("披萨");
        return this;
    }
    @Override
    KFC getKFC() {
        return kfc;
    }
  }

• 测试

  public class BTest {
    public static void main(String[] args) {
       KFC kfc = new ConcreteBuilder("汉堡","薯条").setChicken().setCola().getKFC();
    }
  }

  如果不需要抽象建造者的角色来规定生产内容，那么代码到这里其实还有进一步的简化空间。

五、静态内部类链式建造者模式

public class KFC {
    //套餐必点
    private String hamburger;
    private String chips;
    //套餐选点
    private String chicken;
    private String cola;
    private String pizza;
    //一定要有一个带有Builder参数的建造者
    private KFC(Builder builder) {
        this.hamburger = builder.hamburger;
        this.chips = builder.chips;
        this.chicken = builder.chicken;
        this.cola = builder.cola;
        this.pizza = builder.pizza;
    }
    //注意必须为静态内部类
    public static class Builder{
        //套餐必点
        private String hamburger;
        private String chips;
        //套餐选点
        private String chicken;
        private String cola;
        private String pizza;
        public Builder(String hamburger,String chips){
            this.hamburger = hamburger;
            this.chips = chips;
        }
        public Builder setChicken(){
            this.chicken = "小鸡腿";
            return this;
        }
        public Builder setCola(){
            this.cola = "小可乐";
            return this;
        }
        public Builder setPizza(){
            this.pizza = "小披萨";
            return this;
        }
        //生成一个产品
        public KFC getKFC(){
            return new KFC(this);
        }
    }
}
public class BuilderTest {
   public static void main(String[] args) {
       KFC kfc = new KFC.Builder("大汉堡", "小薯条").setChicken().setCola().getKFC();
       System.out.println(kfc);
    }
}

六、建造者模式和抽象工厂模式的区别

通过上面的代码，发现普通的建造者模式和抽象工厂模式很像，在建造者模式中的builder角色很像超级工厂，然后contracterBuilder很像具体的工厂，都是规定了建造的内容。
区别：

• 建造者模式有指导者这个角色，直接返回一个组装好的产品，而抽象工厂模式返回一系列相关的产品，这些产品位于不同的产品等级结构，构成了一个产品族
• 建造者模式更适合复杂的产品构建
• 可以将抽象工厂模式理解成汽车零件生产工厂，而建造者模式看出组装工厂