Java设计模式-建造者模式（6）

大家好，我是馆长！从今天开始馆长开始对java设计模式的创建型模式中的单例模式、原型模式、工厂方法、抽象工厂、建造者模式的建造者模式进行讲解和说明。

建造者模式（Builder Pattern）

定义

建造者（Builder）模式：指将一个复杂对象的构造与它的表示分离，使同样的构建过程可以创建不同的表示，这样的设计模式被称为建造者模式。

解决问题

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。建造者模式就是是将一个复杂的对象分解为多个简单的对象，然后一步一步构建而成。它将变与不变相分离，即产品的组成部分是不变的，但每一部分是可以灵活选择的。

优点：

1.各个具体的建造者相互独立，有利于系统的扩展。

2.客户端不必知道产品内部组成的细节，便于控制细节风险。

缺点：

1.产品的组成部分必须相同，这限制了其使用范围。

2.如果产品的内部变化复杂，该模式会增加很多的建造者类。

易混淆的模式：工厂模式

建造者（Builder）模式和工厂模式的关注点不同：建造者模式注重零部件的组装过程和顺序，而工厂方法模式更注重零部件的创建过程，但两者可以结合使用。

实现

建造者（Builder）模式由产品、抽象建造者、具体建造者、指挥者等 4 个要素构成。

结构

主要角色如下：

1.产品角色（Product）：它是包含多个组成部件的复杂对象，由具体建造者来创建其各个滅部件。

2.抽象建造者（Builder）：它是一个包含创建产品各个子部件的抽象方法的接口，通常还包含一个返回复杂产品的方法 getResult()。

3.具体建造者(Concrete Builder）：实现Builder 接口，完成复杂产品的各个部件的具体创建方法。

4.指挥者（Director）：它调用建造者对象中的部件构造与装配方法完成复杂对象的创建，在指挥者中不涉及具体产品的信息。

注意：

1. 建造者模式最终的目的是返回复杂的产品（getResult）。

2. 具体的产品组装，是在具体建造者中实现的。

优点：

分离构建过程和表示，使得构建过程更加灵活，可以构建不同的表示。

可以更好地控制构建过程，隐藏具体构建细节。

代码复用性高，可以在不同的构建过程中重复使用相同的建造者。

缺点：

如果产品的属性较少，建造者模式可能会导致代码冗余。

建造者模式增加了系统的类和对象数量。

代码实现：

//抽象建造者 Builder
public abstract class Builder {
protected Computer computer = new Computer();

public abstract void buildCpu();
public abstract void buildKeyboard();
public abstract void buildScreen();

public Computer getResult() {
return computer;
}

}

// 具体建造者 HuaWeiBuilder
public class HuaWeiBuilder extends Builder{
@Override
public void buildCpu() {
computer.setCpu(new Cpu("华为CPU"));
}

@Override
public void buildKeyboard() {
    computer.setKeyboard(new Keyboard("华为键盘"));
}

@Override
public void buildScreen() {
    computer.setScreen(new Screen("华为显示屏"));

}

}

// 具体建造者 XiaoMiBuilder
public class XiaoMiBuilder extends Builder{
@Override
public void buildCpu() {
computer.setCpu(new Cpu("小米CPU"));
}

@Override
public void buildKeyboard() {
    computer.setKeyboard(new Keyboard("小米键盘"));
}

@Override
public void buildScreen() {
    computer.setScreen(new Screen("小米显示屏"));

}

}

//产品类：笔记本电脑
@Data
public class Computer {
//CPU
private Cpu cpu;
//键盘
private Keyboard keyboard;
//显示屏
private Screen screen;

@Override
public String toString() {
    return "Computer{" +
            "cpu=" + cpu.getName() +
            ", keyboard=" + keyboard.getName() +
            ", screen=" + screen.getName() +
            '}';
}

}

//部分：CPU
@Data
public class Cpu {
private String name;

public Cpu(String name){
    this.name=name;
}

}
//部分:键盘
@Data
public class Keyboard {
private String name;
public Keyboard(String name){
this.name=name;
}
}
// 部分：显示屏
@Data
public class Screen {
private String name;
public Screen(String name){
this.name=name;
}
}
//指挥者
public class Director {
private Builder builder;

Director(Builder builder){
    this.builder =builder;
}


public Computer construct(){
    builder.buildCpu();
    builder.buildKeyboard();
    builder.buildScreen();
    return builder.getResult();
}

}

//模拟客户端
public class ClientDemo {

public static void main(String[] args) {
    //HuaWeiBuilder
    Director huawei = new Director(new HuaWeiBuilder());
    System.out.println(huawei.construct().toString());

    System.out.println("\n");
    //XiaoMiBuilder
    Director xiaomi = new Director(new XiaoMiBuilder());
    System.out.println(xiaomi.construct().toString());

}

}

值得注意的是：在使用建造者模式时，有时候会省略掉指挥者（Director ），直接通过建造者的getResult进行产品的返回。这也是正常的。这是一种变形使用。不用太在乎。

好了，关于建造者模式的说明，馆长就先讲到这里。谢谢各位看官！！

23 种设计模式不是孤立存在的，很多模式之间存在一定的关联关系，在大的系统开发中常常同时使用多种设计模式，或者模式与模式之间的组合进行生成更加强大的程序功能。