设计模式之建造者模式

1 概述

    建造者模式(Builder Pattern)主要用于“分步骤构建一个复杂的对象”，在这其中“分步骤”是一个稳定的算法，而复杂对象的各个部分则经常变化。因此， 建造者模式主要用来解决“对象部分”的需求变化。 这样可以对对象构造的过程进行更加精细的控制。

2 示例

    还是以生产手机为例，每个手机分为屏幕Screen、CPU、Battery。现在要生产两种手机，苹果机和三星。

 苹果：

package org.scott.builder.before.use;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/** 
 * @author Scott
 * @version 2013-11-20 
 * @description
 */
public class ApplePhone {
    List<String> parts = new ArrayList<String>();
    
    public void createCPU() {
        parts.add("CUP: Qualcomm");
    }

    public void createScreen() {
        parts.add("SCREEN: JDI");
    }
    
    public void createBattery() {
        parts.add("BATTERY: DeSai");
    }
    
    public void show(){
        System.out.print("产品部件信息：");
        for(String part : parts){
            System.out.print(part + "	");
        }
    }
}

三星：

package org.scott.builder.before.use;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/** 
 * @author Scott
 * @version 2013-11-20 
 * @description
 */
public class SamsungPhone {
    List<String> parts = new ArrayList<String>();
    
    public void createCPU() {
        parts.add("CUP: MTK");
    }

    public void createScreen() {
        parts.add("SCREEN: Samsung");
    }
    
    public void createBattery() {
        parts.add("BATTERY: DeSai");
    }
    
    public void show(){
        System.out.print("产品部件信息：");
        for(String part : parts){
            System.out.print(part + "	");
        }
    }
}

测试客户端：

package org.scott.builder.before.use;
/** 
 * @author Scott
 * @version 2013-11-20 
 * @description
 */
public class BuilerTest {
    private static ApplePhone iphone = new ApplePhone();
    private static SamsungPhone samPhone = new SamsungPhone();
    
    public static void main(String args[]){
        iphone.createCPU();
        iphone.createScreen();
        iphone.createBattery();
        iphone.show();
        
        samPhone.createCPU();
        samPhone.createScreen();
        samPhone.createBattery();
        samPhone.show();
    }
}

　　是不是发现个问题？那就是生产手机的每一道工序都是一样的，确切的说是工序名称一样，只是具体的每个工序的处理不同，工序是不变的，就这么几步，每道工序的具体处理是变化的，由此，我们可以把不变的抽取出来，以“不变应万变”，将变化的，交给具体的产品来做。

　　具体怎么做？这回的Builder模式派上用场了。

 　　首先来个Phone的接口：

package org.scott.builder.after.use;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/** 
 * @author Scott
 * @version 2013-11-20 
 * @description
 */
public abstract class Phone {
    protected List<String> parts = new ArrayList<String>();
    
    public void add(String part){
        parts.add(part);
    }

    public void show(){
        System.out.print("产品部件信息：");
        for(String part : parts){
            System.out.print(part + "	");
        }
    }
}

苹果手机类：

package org.scott.builder.after.use;
/** 
 * @author Scott
 * @version 2013-11-20 
 * @description
 */
public class ApplePhone extends Phone{

}

三星手机类：

package org.scott.builder.after.use;
/** 
 * @author Scott
 * @version 2013-11-20 
 * @description
 */
public class SamsungPhone extends Phone{

}

再定义个生产步骤的接口Builder：

package org.scott.builder.after.use;
/** 
 * @author Scott
 * @version 2013-11-20 
 * @description
 */
public interface Builder {
    public void buildCPU();
    
    public void buildScreen();
    
    public void buildBattery();
    
    public Phone getPhone();
}

苹果手机的Builder：

package org.scott.builder.after.use;
/** 
 * @author Scott
 * @version 2013-11-20 
 * @description
 */
public class ApplePhoneBuilder implements Builder{
    private Phone phone = new ApplePhone();
    
    @Override
    public void buildCPU() {
        phone.add("CUP: Qualcomm");
    }

    @Override
    public void buildScreen() {
        phone.add("SCREEN: JDI");
    }

    @Override
    public void buildBattery() {
        phone.add("BATTERY: DeSai");
    }

    @Override
    public Phone getPhone() {
        return phone;
    }

}

三星手机的Builder：

package org.scott.builder.after.use;
/** 
 * @author Scott
 * @version 2013-11-20 
 * @description
 */
public class SamsungPhoneBuilder implements Builder{
    
    private Phone phone = new SamsungPhone();
    
    @Override
    public void buildCPU() {
        phone.add("CUP: MTK");        
    }

    @Override
    public void buildScreen() {
        phone.add("SCREEN: Samsung");
    }

    @Override
    public void buildBattery() {
        phone.add("BATTERY: DeSai");        
    }

    @Override
    public Phone getPhone() {
        return phone;
    }

}

指导具体生产手机的Director：

package org.scott.builder.after.use;
/** 
 * @author Scott
 * @version 2013-11-20 
 * @description
 */
public class Director {
    private Builder builder;
    
    public Director(Builder builder){
        this.builder = builder;
    }
    
    public void construct(){
        builder.buildCPU();
        builder.buildScreen();
        builder.buildBattery();
    }
}

　　最后写个测试类：

package org.scott.builder.after.use;
/** 
 * @author Scott
 * @version 2013-11-20 
 * @description
 */
public class BuilderTest {

    private static Builder iPhoneBuilder = new ApplePhoneBuilder();
    private static Builder samPhoneBuilder  = new SamsungPhoneBuilder();
    
    public static void main(String[] args) {
        Director director = new Director(iPhoneBuilder);
        director.construct();
        Phone phone = iPhoneBuilder.getPhone();
        System.out.println("iphone");
        phone.show();
        
        director = new Director(samPhoneBuilder);
        director.construct();
        phone = samPhoneBuilder.getPhone();
        System.out.println("
samSung");
        phone.show();
    }

}

运行结果：

iphone
产品部件信息：CUP: Qualcomm    SCREEN: JDI    BATTERY: DeSai    
samSung
产品部件信息：CUP: MTK    SCREEN: Samsung    BATTERY: DeSai    

　　这里的两个Phone实体类是空的，如果是这种情况，那么它们可以省略掉，如果 Phone接口也可以被省略掉，最终剩下的就只有 Director、Builder、和具体的 Bulider 实现类。并且，ApplePhone类和 SamsungPhone类是有关系的两个类，它们不同的手机品牌，如果遇到两个或多个没有太多关系的类，公共的接口Phone就没有存在的必要，但是这时候，那么 Builder 接口的规定的 getPhone() 方法的返回值怎么确定呢？

　　无论返回值类型是 ApplePhone还是SamsungPhone，都会产生问题，因为返回结果的类型不统一。此时，可以将 Phone定义成一个空接口（不包含任何方法的接口），再让这些没有相互关系的具体产品类都去实现这个接口，那么 Builder 接口里面规定的 getPhone() 方法的返回值类型依然是 Phone 类型，就解决问题了。不过这种情况下，也就没有使用Builder模式的必要了。

　　是不是看着和工厂模式也有点那么类似？工厂模式是对象之间的，是以对象为处理单位，而建造模式是深入到了对象的内部，以对象生产的步骤作为处理单位。这是我的理解，若是不准确，可以一起讨论讨论~

　　最后来个经典的建造模式的UML图吧：