建造者模式解读-阿里云开发者社区

话题引进

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.

传统方式解决盖房需求

AbstractHouse

1. public abstratct extends AbstractHouse {
2. 
3. 
4. public void buildBase() ;
5. 
6. public void buildWall() ;
7. 
8. public void rooded() ;
9. }

CommonHouse

1. public class CommonHouse extends AbstractHouse {
2. 
3. 
4. @Override
5. public void buildBase() {
6.         System.out.println("普通房子打地基");
7.     }
8. 
9. @Override
10. public void buildWall() {
11.         System.out.println("普通房子砌墙");
12.     }
13. 
14. @Override
15. public void rooded() {
16.         System.out.println("普通房子封顶");
17.     }
18. }

HeightHouse

1. public class HeightHouse extends AbstractHouse{
2. @Override
3. public void buildBase() {
4.         System.out.println("高楼打地基");
5.     }
6. 
7. @Override
8. public void buildWall() {
9.         System.out.println("高楼砌墙");
10.     }
11. 
12. @Override
13. public void rooded() {
14.         System.out.println("高楼封顶");
15.     }
16. }

Client

1. public class Client {
2. public static void main(String[] args) {
3. CommonHouse commonHouse = new CommonHouse();
4.         commonHouse.build();
5.     }
6. }

传统方式的问题分析

1 ) 优点是比较好理解，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.

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

四个角色

1) Product（产品角色）：一个具体的产品对象。
2) 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。
3) ConcreteBuilder（具体建造者）：实现接口，构建和装配各个部件。
4) 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。

原理类图

应用实例

改进代码

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

House

1. public class House {
2. private  String base;
3. private  String wall;
4. private  String roofed;
5. 
6. public String getBase() {
7. return base;
8.     }
9. 
10. public void setBase(String base) {
11. this.base = base;
12.     }
13. 
14. public String getWall() {
15. return wall;
16.     }
17. 
18. public void setWall(String wall) {
19. this.wall = wall;
20.     }
21. 
22. public String getRoofed() {
23. return roofed;
24.     }
25. 
26. public void setRoofed(String roofed) {
27. this.roofed = roofed;
28.     }
29. }

HouseBuilder

1. public abstract class HouseBuilder {
2. protected   House house=new House();
3. //将建造的流程写好，抽象的方法
4. public  abstract  void  buildBase();
5. public  abstract  void  buildWall();
6. public  abstract  void  roofed();
7. 
8. //将房子造好，将产品返回
9. public  House buildHouse(){
10. return  house;
11.     }
12. }

CommonBuildHouse

1. public class CommonBuildHouse extends  HouseBuilder{
2. @Override
3. public void buildBase() {
4. 
5.         System.out.println("普通房子打地基5米");
6.     }
7. 
8. @Override
9. public void buildWall() {
10.         System.out.println("普通房子砌墙10cm");
11.     }
12. 
13. @Override
14. public void roofed() {
15.         System.out.println("普通房子屋顶");
16.     }
17. }

HeighHouseBuilding

1. public class HeighHouseBuilding extends  HouseBuilder{
2. 
3. 
4. @Override
5. public void buildBase() {
6. //这里就可以对house的属性进行操作;
7. //super.house
8.         System.out.println("高楼打地基100米");
9.     }
10. 
11. @Override
12. public void buildWall() {
13.         System.out.println("高楼砌墙20cm");
14.     }
15. 
16. @Override
17. public void roofed() {
18.         System.out.println("高楼屋顶");
19.     }
20. 
21. }

HouseDirector

1. public class HouseDirector {
2. private HouseBuilder houseBuilder=null;
3. 
4. //构造器传入houseBuilder
5. public  HouseDirector(HouseBuilder houseBuilder){
6. this.houseBuilder=houseBuilder;
7.     }
8. //通过setter传入houseBuilder
9. 
10. public void setHouseBuilder(HouseBuilder houseBuilder) {
11. this.houseBuilder = houseBuilder;
12.     }
13. public House constructHouse(){
14.         houseBuilder.buildBase();
15.         houseBuilder.buildWall();
16.         houseBuilder.roofed();
17. return  houseBuilder.buildHouse();
18.     }
19. }

Client

1. public class Client {
2. public static void main(String[] args) {
3. HouseDirector houseDirector = new HouseDirector(new CommonBuildHouse());
4. House house = houseDirector.constructHouse();
5.     }
6. }

建造者模式在 JDK 的应用和源码分析

java.lang.StringBuilder 中的建造者模式

源码中建造者模式角色分析
 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

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

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

建造者模式解读