【设计模式-2.5】创建型——建造者模式

说明：本文介绍设计模式中，创建型设计模式中的最后一个，建造者模式；

入学报道

创建型模式，关注于对象的创建，建造者模式也不例外。假设现在有一个场景，高校开学，学生、教师、职工都要办理相关的报道手续，如签到、个人信息录入、分配身份证明（学生证、教师证、职工证）等等；

首先，创建一个抽象类，如下：

（Person，人员类，有签到、个人信息、身份证明属性）

/*** 人员*/
public class Person {/*** 签到*/private String signIn;/*** 个人信息*/private String profile;/*** 身份证明*/private String idCard;public String getSignIn() {return signIn;}public void setSignIn(String signIn) {this.signIn = signIn;}public String getProfile() {return profile;}public void setProfile(String profile) {this.profile = profile;}public String getIdCard() {return idCard;}public void setIdCard(String idCard) {this.idCard = idCard;}
}

在创建具体对象之前，先创建一个抽象的建造者类，用于统一方法，定义人员对象；

（PersonBuilder，人员建造者）

/*** 抽象建造者*/
public abstract class PersonBuilder {Person person = new Person();/*** 签到行为*/public abstract void buildSignIn();/*** 录入个人信息*/public abstract void buildProfile();/*** 办理身份证明*/public abstract void buildIdCard();/*** 建造完成* @return*/public Person build() {return person;}
}

（Student，学生类，继承人员建造者，重写学生入学相关方法）

/*** 学生入学*/
public class Student extends PersonBuilder {@Overridepublic void buildSignIn() {person.setSignIn("学生已签到");}@Overridepublic void buildProfile() {person.setProfile("学生信息已录入");}@Overridepublic void buildIdCard() {person.setIdCard("学生证已办理");}
}

（Teacher，教师类，继承人员建造者，重写教师入学相关方法）

/*** 教师入学*/
public class Teacher extends PersonBuilder {@Overridepublic void buildSignIn() {person.setSignIn("老师已签到");}@Overridepublic void buildProfile() {person.setProfile("老师个人信息已录入");}@Overridepublic void buildIdCard() {person.setIdCard("老师身份证已办理");}
}

（Employee，职工类，继承人员建造者，重写职工入学相关方法）

/*** 职工入学*/
public class Employee extends PersonBuilder {@Overridepublic void buildSignIn() {person.setSignIn("员工已签到");}@Overridepublic void buildProfile() {person.setProfile("员工个人信息已录入");}@Overridepublic void buildIdCard() {person.setIdCard("员工身份证已办理");}
}

再创建一个建造者控制类，协调入学后的具体事宜，如先签到、后录入个人信息，最后才发身份证明，返回建造完成的人员对象；

（PersonController，人员入学控制器）

/*** 人员入学控制器*/
public class PersonController {/*** 人员入学* @return*/public Person construct(PersonBuilder personBuilder) {personBuilder.buildSignIn();personBuilder.buildProfile();personBuilder.buildIdCard();return personBuilder.build();}
}

（Client，客户端，演示人员入学过程）

/*** 客户端*/
public class Client {public static void main(String[] args) {// 一个学生入学Person student = new PersonController().construct(new Student());System.out.println(student.getSignIn());System.out.println(student.getProfile());System.out.println(student.getIdCard());System.out.println("=====================================");// 一个老师入学Person teacher = new PersonController().construct(new Teacher());System.out.println(teacher.getSignIn());System.out.println(teacher.getProfile());System.out.println(teacher.getIdCard());}
}

（执行结果，可见对象已创建完成）

改进与优化

在《设计模式的艺术》（第一版，刘伟著）中，作者关于PersonController（人员控制器）类的作用，有两点改进与优化的地方，如下：

改进：可省略PersonController

可在抽象建造者类PersonBuilder（人员建造者）中定义一个静态的Person变量，这样就不需要额外设立一个PersonController类了，如下：

（PersonBuilder，抽象人员建造者，既统一了方法，也完成了建造的流程）

/*** 抽象建造者*/
public abstract class PersonBuilder {/*** 定义一个抽象的Person*/protected static Person person = new Person();/*** 签到行为*/public abstract void buildSignIn();/*** 录入个人信息*/public abstract void buildProfile();/*** 办理身份证明*/public abstract void buildIdCard();/*** 建造Person* @return*/public static Person build(PersonBuilder personBuilder) {personBuilder.buildSignIn();personBuilder.buildProfile();personBuilder.buildIdCard();return person;}
}

（Client，客户端，使用人员建造者的build()方法建造对象）

/*** 客户端*/
public class Client {public static void main(String[] args) {// 一个学生入学Person student = PersonBuilder.build(new Student());System.out.println(student.getSignIn());System.out.println(student.getProfile());System.out.println(student.getIdCard());System.out.println("=====================================");// 一个老师入学Person teacher = PersonBuilder.build(new Teacher());System.out.println(teacher.getSignIn());System.out.println(teacher.getProfile());System.out.println(teacher.getIdCard());}
}

（执行效果相同）

优化：细化建造过程

可以定义一个“钩子”方法，“钩子”方法一般是“isXXX”命名的，返回值为boolean类型。利用“钩子”方法，规定某些人员可以跳过或者必须执行某方法，来细化对象建造的流程。如规定教师人员的建造，因为教师流动不大，可以跳过录入信息流程。

就可以在PersonBuilder类中定义一个“钩子”方法，默认返回true，即默认所有人员都需要录入个人信息。如下：

/*** 抽象建造者*/
public abstract class PersonBuilder {/*** 定义一个抽象的Person*/protected static Person person = new Person();/*** 签到行为*/public abstract void buildSignIn();/*** 录入个人信息*/public abstract void buildProfile();/*** 办理身份证明*/public abstract void buildIdCard();/*** 钩子方法：表示默认所有人都需要经过buildProfile()方法，具体由子类实现*/public boolean isBuildProfile() {return true;}/*** 建造Person* @return*/public static Person build(PersonBuilder personBuilder) {personBuilder.buildSignIn();// 根据钩子方法判断是否需要buildProfile()if (personBuilder.isBuildProfile()) {personBuilder.buildProfile();}personBuilder.buildIdCard();return person;}
}

教师类中，可以重写这个“钩子”方法，表示不需要执行录入个人信息这个流程了。

/*** 教师入学*/
public class Teacher extends PersonBuilder {@Overridepublic void buildSignIn() {person.setSignIn("老师已签到");}@Overridepublic void buildProfile() {person.setProfile("老师个人信息已录入");}@Overridepublic void buildIdCard() {person.setIdCard("老师身份证已办理");}@Overridepublic boolean isBuildProfile() {return false;}
}

客户端代码不变，执行

/*** 客户端*/
public class Client {public static void main(String[] args) {// 一个学生入学Person student = PersonBuilder.build(new Student());System.out.println(student.getSignIn());System.out.println(student.getProfile());System.out.println(student.getIdCard());System.out.println("=====================================");// 一个老师入学Person teacher = PersonBuilder.build(new Teacher());System.out.println(teacher.getSignIn());System.out.println(teacher.getProfile());System.out.println(teacher.getIdCard());}
}

执行结果可以看到教师确实是没有执行录入个人信息的方法，但是因为Person是static修饰的属性，打印的是上面学生的值。

那么，如果避免这个问题值得思考，或者就不省略PersonController类。

小结

建造者模式，通过定义一个抽象建造者类，封装了对象创建的细节，另外通过“钩子”方法，可细化对象创建过程，降低了系统复杂度，维护了系统的灵活性和扩展性。

总结

本文参考《设计模式的艺术》、《秒懂设计模式》两书