Java设计模式 04-建造者模式

建造者模式

一、 盖房项目需求

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，各种房子的过程虽然一样，但是要求不要相同的.

3)请编写程序，完成需求.

二、传统方式解决盖房需求

• 思路分析(图解)
  

• 代码演示

抽象房子类：↓

public abstract class AbstractHouse {//打地基public abstract void buildBasic();//砌墙public abstract void buildWalls();//封顶public abstract void roofed();//建造方法public void build() { buildBasic(); buildWalls(); roofed();}
}

普通房子类：↓

public class CommonHouse extends AbstractHouse {@Overridepublic void buildBasic() {System.out.println(" 普通房子打地基 ");}@Overridepublic void buildWalls() {System.out.println(" 普通房子砌墙 ");}@Overridepublic void roofed() {System.out.println(" 普通房子封顶 ");}
}

主函数：↓

public class Client {public static void main(String[] args) {CommonHouse commonHouse = new CommonHouse(); commonHouse.build();//调用父类的方法}
}

• 传统方式的问题分析

1)优点是 好理解，简单易操作。

2)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。

3)解决方案：将产品和产品建造过程解耦 =>建造者模式

三、建造者模式基本介绍

• 基本介绍

1）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。

2）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。抽象建造的过程，让具体的实现类去实现各自的建造过程

四、建造者模式的四个角色

• 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 接口**/**抽象类。
• ConcreteBuilder（具体建造者）：
  • 实现接口，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。

五、建造者模式原理类图

• 需要建房子：

这一过程为打桩、砌墙、封顶。不管是普通房子也好，别墅也好都需要经历这些过程，下面我们使用建造者模式(Builder Pattern)来完成

• 思路分析图解(类图)

• 代码实现

HouseBuilder抽象类：

//抽象的建造者
public abstract class HouseBuilder {protected House house = new House();//组合关系//将建造的流程写好, 抽象的方法public abstract void buildBasic(); public abstract void buildWalls(); public abstract void roofed();//建造房子好， 将产品(房子) 返回public House buildHouse() { return house;}}

Product产品类：↓

// 产 品 ->Product 
public class House {private String baise; private String wall; private String roofed; //省略get()/set()
}

HighBuilding类：↓具体类，实现抽象类

public class HighBuilding extends HouseBuilder {@Overridepublic void buildBasic() {System.out.println(" 高楼的打地基 100 米 ");}@Overridepublic void buildWalls() {System.out.println(" 高楼的砌墙 20cm ");}@Overridepublic void roofed() {System.out.println(" 高楼的透明屋顶 ");}
}

CommonHouse类：↓具体类，实现抽象类

public class CommonHouse extends HouseBuilder {@Overridepublic void buildBasic() {System.out.println(" 普通房子打地基 5 米 ");}@Overridepublic void buildWalls() {System.out.println(" 普通房子砌墙 10cm ");}@Overridepublic void roofed() {System.out.println(" 普通房子屋顶 ");}
}

HouseDirector：↓指挥者，聚合HouseBuilder建造抽象类，依赖建造抽象类的具体实现类

//指挥者，这里去指定制作流程，返回产品
public class HouseDirector {HouseBuilder houseBuilder = null;//聚合关系//传入方式一：【构造器传入houseBuilder】public HouseDirector(HouseBuilder houseBuilder) { //聚合关系：体现构造器this.houseBuilder = houseBuilder;}//传入方式二：【通过 setter传入houseBuilder】public void setHouseBuilder(HouseBuilder houseBuilder) { this.houseBuilder = houseBuilder;}//如何处理建造房子的流程，交给指挥者 public House constructHouse() {houseBuilder.buildBasic(); houseBuilder.buildWalls(); houseBuilder.roofed();return houseBuilder.buildHouse();}
}

主函数：↓

public class Client {public static void main(String[] args) {//盖普通房子，【创建具体抽象建造者实现类】CommonHouse commonHouse = new CommonHouse();//准备创建房子的指挥者，【创建指挥者，传入具体抽象建造者实现类】HouseDirector houseDirector = new HouseDirector(commonHouse);//完成盖房子，返回产品(普通房子)House house = houseDirector.constructHouse();System.out.println("--------------------------");//盖高楼HighBuilding highBuilding = new HighBuilding();//重置建造者houseDirector.setHouseBuilder(highBuilding);//完成盖房子，返回产品(高楼) houseDirector.constructHouse();}
}

六、建造者模式的注意事项和细节

• 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
• 2)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
• 3)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
• 4)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”
• 5)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。
• 6)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.
• 7)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。
• 建造者模式:
  • 是要求按照指定的蓝图建造产品的步骤过程，它的主要目的是通过组装零配件而产生一个新产品
  • 同一对象赋予不同属性
• 工厂模式注重是对产品进行分类，建造者模式注重建造过程
• 不同对象，创建不同 => 工厂模式
• 相同对象，方法实现不同 => 建造者模式