0.参考资料
1.概述
- 将一个复杂对象的构建与其表示相分离，使得同样的构建过程(稳定)可以创建不同的表示(变化)。 ——《设计模式》GoF
建造者模式（Builder Pattern） 又叫生成器模式，是一种对象构建模式。它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。
1.1动机
- 在软件系统中，有时候面临着“一个复杂对象”的创建工作，其通常由各个部分的子对象用一定的算法构成；由于需求的变化，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却相对稳定。- 如何应对这种变化？如何提供一种“封装机制”来隔离出“复杂对象的各个部分”的变化，从而保持系统中的“稳定构建算法”不随着需求改变而改变
1.2结构
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2.要点总结
宏观架构
1. Builder 模式主要用于“分步骤构建一个复杂的对象”。在这其中“分步骤”是一个稳定的算法，而复杂对象的各个部分则经常变化。1. 变化点在哪里，封装哪里—— Builder模式主要在于应对“复杂对象各个部分”的频繁需求变动。其缺点在于难以应对“分步骤构建算法”的需求变动。1. 在Builder模式中，要注意不同语言中构造器内调用虚函数的差别（C++ vs. C#)
微观代码
1. 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1. 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1. 可以更加精细地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，使得创建过程更加清晰，也更方便使用程序来控制创建过程1. 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”1. 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，因此其使用范围受到一定的限制。1. 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.1. 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：具有不同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求**按照指定的蓝图建造产品**，它的主要目的是通过组装零配件而产生一个新产品
3.案例
需求
- 盖房项目- 1) 需要建房子：这一过程为打桩、砌墙、封顶- 2) 房子有各种各样的，比如普通房，高楼，别墅，各种房子的过程(打桩,砌墙...)虽然一样，但是具体要求不要相同(打桩深度, 墙体颜色...).
类图
- 
代码
- 抽象产品类
public abstract class AbstHouse {int part1;int part2;// 交给具体子类具体实现abstract protected void buildPart1();abstract protected void buildPart2();public void buildHouse(){buildPart1();buildPart2();}}
- 具体产品类
public class ConcreteHouse extends AbstHouse {@Overrideprotected void buildPart1() {System.out.println("普通房子打地基5米");}@Overrideprotected void buildPart2() {System.out.println("普通房子盖顶水泥");}}public class ConcreteHouse2 extends AbstHouse {@Overrideprotected void buildPart1() {System.out.println("高级房子打地基99米");}@Overrideprotected void buildPart2() {System.out.println("高级房子盖顶火泥");}}
- 测试
public class Client {public static void main(String[] args) {// 建造一个普通房子AbstHouse house = new ConcreteHouse();house.buildHouse();System.out.println("-----------");// 再想建造一个高级房子, 只能new 具体的高级房子对象, 再builder...// 扩展性很差(如果细节非常多, 那这次重新new对象操作是非常繁复的)AbstHouse house2 = new ConcreteHouse2();house2.buildHouse();}}
普通房子打地基5米普通房子盖顶水泥-----------高级房子打地基99米高级房子盖顶火泥
分析
- 设计的程序结构，过于简单，没有设计缓存层对象，程序的扩展和维护不好. 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.
4.使用模式
方案
类图
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代码
- 产品类
/**产品类: 房子*/@Datapublic class House {int part1;int part2;}
- 建造者类
// 抽象基类public abstract class HouseBuilder {protected House house = new House();// 待具体建造者具体实现abstract public void buildPart1();abstract public void buildPart2();public House getResult(){return this.house;}}// 具体实现...public class ConcreteBuilder1 extends HouseBuilder {@Overridepublic void buildPart1() {System.out.println("普通房子打地基 10米");}@Overridepublic void buildPart2() {System.out.println("普通房子盖顶 木头");}}public class ConcreteBuilder2 extends HouseBuilder {@Overridepublic void buildPart1() {System.out.println("高级房子打地基 99米");}@Overridepublic void buildPart2() {System.out.println("普通房子盖顶 高级木头");}}
- 指挥者类
public class Director {private HouseBuilder builder;public Director(){}// 构造器传入具体建造者public Director(HouseBuilder builder){this.builder = builder;}// set方法传入建造者public void setBuilder(HouseBuilder builder){this.builder = builder;}// 如何处理房子的建造流程, 交给指挥者public House constructorHouse(){builder.buildPart1();builder.buildPart2();return builder.getResult();}}
- 测试
public class Client {
public static void main(String[] args) {
// 创建两种房子的建造者
ConcreteBuilder1 builder1 = new ConcreteBuilder1();
ConcreteBuilder2 builder2 = new ConcreteBuilder2();
// 创建一个指挥者
Director director = new Director();
// 指挥者 指挥 一号建造者实体
director.setBuilder(builder1);
// 建造成功: 一个 一号建造体(普通房子
House house1 = director.constructorHouse();
System.out.println("-----------");
// 重置指挥者, 改变指挥目标, 现在指挥 二号建造者实体
director.setBuilder(builder2);
// 建造成功: 一个 二号建造体(高级房子
House house2 = director.constructorHouse();
}
}
普通房子打地基 10米
普通房子盖顶 木头
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高级房子打地基 99米
普通房子盖顶 高级木头
5.经典使用
5.1java.lang.StringBuilder中的建造者模式
分析
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说明
- Appendable 接口定义了多个append方法(抽象方法), 即Appendable 为抽象建造者, 定义了抽象方法
- AbstractStringBuilder 实现了 Appendable 接口方法，这里的AbstractStringBuilder 已经是(具体)建造者，只是不能实例化
- StringBuilder 即充当了指挥者角色，同时充当了具体的建造者，建造方法的实现是由 AbstractStringBuilder 完成, 而StringBuilder 继承了AbstractStringBuilder
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