GoF23:建造者模式
2024-10-09 01:06:08
建造者模式也属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式
使用多个简单的对象一步一步构建成一个复杂的对象。有点像造房子一样，一步一步从地基到万丈高楼。
概念
- 定义：
将一个复杂对象的构建与它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示! - 主要作用：
在用户不知道 对象的建造过程和细节 的情况下就可以直接创建复杂的对象。 - 如何使用：
用户只需要给出指定复杂对象的类型和内容，建造者模式负责按顺序创建负责对象（把内部的建造过程和细节隐藏起来）。 - 解决的问题：
- 方便用户创建负责的对象（不需要知道实现过程）
- 代码复用性 & 封装性（将对象构建过程和细节进行封装 & 复用）
注意事项：与工厂模式的区别是：建造者模式更加关注零件的装配顺序，一般用来创建更为复杂的对象。
角色分析
- 指挥者（Director）直接和客户（Client）进行需求沟通；
- 沟通后指挥者将客户创建产品的需求划分为各个部件的建造请求（Builder）；
- 将各个部件的建造请求委派到具体的建造者（ConcreteBuilder）；
- 各个具体建造者负责进行产品部件的构建；
- 最终构建成具体产品（Product）。
实现方式
方式一：通过Client、Director、Builder、Produce形成的建造者模式
方式二：通过静态内部类方式实现零件无序装配化构造
方式一
通过Client、Director、Builder、Produce形成的建造者模式，该模式就像是造房子一样，你要造一个房子（产品），要去找包工头（指挥者），包工头根据造房子的步骤图纸（抽象的构建者）来分配任务，负责指挥工人（具体的构建者）工作。
角色分析
- 抽象建造者（builder）：描述具体建造者的公共接口，一般用来定义建造细节的方法，并不涉及具体的对象部件的创建。
- 具体建造者（ConcreteBuilder）：描述具体建造者，并实现抽象建造者公共接口。
- 指挥者（Director）：调用具体建造者来创建复杂对象（产品）的各个部分，并按照一定顺序（流程）来建造复杂对象。
- 产品（Product）：描述一个由一系列部件组成较为复杂的对象。
代码编写
/**
* 抽象的构建者：获取产品的步骤
*/
public abstract class AbstractBuilder {
// 地基
abstract void buildA();
// 钢筋水泥
abstract void buildB();
// 铺电线
abstract void buildC();
// 粉刷
abstract void buildD();
// 获取产品，完工
abstract Product getProduct();
}
/**
* 产品：房子
*/
public class Product {
private String buildA;
private String buildB;
private String buildC;
private String buildD;
@Override
public String toString() {
return "Product{" +
"buildA='" + buildA + '\'' +
", buildB='" + buildB + '\'' +
", buildC='" + buildC + '\'' +
", buildD='" + buildD + '\'' +
'}';
}
public void setBuildA(String buildA) {
this.buildA = buildA;
}
public void setBuildB(String buildB) {
this.buildB = buildB;
}
public void setBuildC(String buildC) {
this.buildC = buildC;
}
public void setBuildD(String buildD) {
this.buildD = buildD;
}
}
/**
* 具体的构建者：工人
*/
public class Worker extends AbstractBuilder {
// 具体构建者生产的产品
Product product;
public Worker() {
// 工人自己去生产产品
product = new Product();
}
@Override
void buildA() {
product.setBuildA("地基");
System.out.println("地基");
}
@Override
void buildB() {
product.setBuildB("钢筋工程");
System.out.println("钢筋工程");
}
@Override
void buildC() {
product.setBuildC("铺电线");
System.out.println("铺电线");
}
@Override
void buildD() {
product.setBuildD("粉刷");
System.out.println("粉刷");
}
// 返回具体的产品
@Override
Product getProduct() {
return product;
}
}
/**
* 指挥者：核心。
* 由它来指挥构建具体的工程,工程的构建次序由它来决定
*/
public class Director {
// 指挥工人按顺序造房，指挥者可以随意控制建造的顺序！
public Product build(AbstractBuilder builder) {
builder.buildA();
builder.buildB();
builder.buildC();
builder.buildD();
return builder.getProduct();
}
}
/**
* 测试类
*/
public class Test {
public static void main(String[] args) {
// 创建指挥者
Director director = new Director();
// 指挥者指挥工人建造房子，并获取产品
Product product = director.build(new Worker());
System.out.println(product);
}
}
/*
输出结果：
地基
铺电线
地基
粉刷
Product{buildA='地基', buildB='钢筋工程', buildC='铺电线', buildD='粉刷'}
*/
方式二
通过静态内部类方式实现零件无序装配化构造，该方式使用起来更加灵活，使用时可以根据用户的需求自定义更改内容，并且无需改变具体的构造方式。就可以生产出不同的产品。
就像是你去麦当劳买东西吃一样，当服务员（具体的构建者）给你一个菜单（抽象的构构建者），问你（指挥者）要点什么时，你可以选择一整套套餐（默认产品），也可以自己喜欢什么就吃什么（自定义产品）。
角色分析
- 抽象建造者
- 具体建造者
- 产品
比第一种方式少了指挥者，主要是因为第二种方式把指挥者交给用户来操作，使得产品的创建更加灵活。
代码编写
/**
* 抽象的构建者：
*/
public abstract class AbstractBuilder {
// 修改默认的套餐，也就是客户自己点餐
public abstract AbstractBuilder buildA(String msg);
public abstract AbstractBuilder buildB(String msg);
public abstract AbstractBuilder buildC(String msg);
public abstract AbstractBuilder buildD(String msg);
// 获取产品
public abstract Product getProduct();
}
/**
* 产品:麦当劳套餐
*/
public class Product {
// 默认的套餐
private String buildA = "汉堡";
private String buildB = "可乐";
private String buildC = "鸡翅";
private String buildD = "鸡蛋灌饼";
@Override
public String toString() {
return "Product{" +
"buildA='" + buildA + '\'' +
", buildB='" + buildB + '\'' +
", buildC='" + buildC + '\'' +
", buildD='" + buildD + '\'' +
'}';
}
public String getBuildA() {
return buildA;
}
public void setBuildA(String buildA) {
this.buildA = buildA;
}
public String getBuildB() {
return buildB;
}
public void setBuildB(String buildB) {
this.buildB = buildB;
}
public String getBuildC() {
return buildC;
}
public void setBuildC(String buildC) {
this.buildC = buildC;
}
public String getBuildD() {
return buildD;
}
public void setBuildD(String buildD) {
this.buildD = buildD;
}
}
/**
* 具体的建造者：服务员
*/
public class Worker extends AbstractBuilder {
private Product product;
public Worker() {
product = new Product();
}
@Override
public AbstractBuilder buildA(String msg) {
product.setBuildA(msg);
return this;
}
@Override
public AbstractBuilder buildB(String msg) {
product.setBuildB(msg);
return this;
}
@Override
public AbstractBuilder buildC(String msg) {
product.setBuildC(msg);
return this;
}
@Override
public AbstractBuilder buildD(String msg) {
product.setBuildD(msg);
return this;
}
@Override
public Product getProduct() {
return product;
}
}
/**
* 测试类
*/
public class Test {
public static void main(String[] args) {
// 创建服务员
Worker worker = new Worker();
// 链式编程,客户自己点套餐，不需要指挥者，用户本身就是指挥者
Product product = worker
.buildA("烤冷面")
.buildB("雪碧")
.buildC("")
.buildD("")
.getProduct();
System.out.println(product);
// Product{buildA='烤冷面', buildB='雪碧', buildC='', buildD=''}
}
}
/*
输出结果：
Product{buildA='烤冷面', buildB='雪碧', buildC='', buildD=''}
*/
总结
优点
产品的建造与表示分离，实现了解耦，使用建造者模式可以使客户端不必知道产品内部的组成细节。- 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。 - 具体的建造者类之间是相互独立的，这有利于系统的扩展。也就是说，增加
新的具体建造者无需修改原有类库的代码，符合开闭原则。 - 具体的建造者相互独立，因此可以对建造的过程逐步细化，而不会对其他模块产生任何影响。
缺点
- 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。 - 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。
应用场景
- 需要生成的产品对象有
复杂的内部结构，这些产品对象具备共性； 隔离复杂对象的创建和使用，并使得相同的创建过程可以创建不同的产品。- 需要生成的对象
内部属性本身相互依赖。 - 适合于一个具有
较多的零件（属性）的产品（对象）的创建过程。
建造者也抽象工厂模式的比较
- 与抽象工厂模式相比，建造者模式返回一个组装好的
完整产品，而抽象工厂模式返回一系列相关的产品，这些产品位于不同的产品等级结构，构成了一个产品族。 在抽象工厂模式中，客户端实例化工厂类，然后调用工厂方法获取所需产品对象，而在建造者模式中，客户端可以不直接调用建造者的相关方法，而是通过指挥者类来指导如何生成对象，包括对象的组装过程和建造步骤，它侧重于一步步构造一个复杂对象，返回一个完整的对象 。- 如果将抽象工厂模式看成汽
车配件生产工厂，生产一个产品族的产品，那么建造者模式就是一个汽车组装工厂，通过对部件的组装可以返回一辆完整的汽车！
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