4.建造者模式

建造者模式

一、盖房项目需求

1）建房过程：打桩、砌墙、封顶

2）房子有多种样式：普通房、高楼、别墅。各种房子建造过程一样，要求不同

二、传统方式解决盖房需求

1.思路分析图解

2.代码实现

/**
 * 建房子抽象类
 */
public abstract class AbstractHouse {
	//打地基
	public abstract void buildBasic();
	//砌墙
	public abstract void buildWalls();
	//封顶
	public abstract void roofed();

	public void build() {
		buildBasic();
		buildWalls();
		roofed();
	}
}

public class CommonHouse extends AbstractHouse {

	@Override
	public void buildBasic() {
		System.out.println(" 普通房子打地基 ");
	}

	@Override
	public void buildWalls() {
		System.out.println(" 普通房子砌墙 ");
	}

	@Override
	public void roofed() {
		System.out.println(" 普通房子封顶 ");
	}
}

// 使用
public class Client {
   public static void main(String[] args) {
      CommonHouse commonHouse = new CommonHouse();
      commonHouse.build();
   }
}

3.传统方式分析

1）过于简单，没有设计缓存层对象，程序的扩展和维护不好，这种方案把产品（房子）和创建产品的过程（建房子流程）封装在一起，耦合性增强了。

2）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

1.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，使这个抽象过程的不同实现方法可以构造出不同表现的对象。

2）建造者模式是一步一步创建一个复杂的对象，它允许用户只通过制定复杂对象的类型和内容就可以构建它们，不需要知道内部的具体构建细节。

2. 建造者模式四个角色

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。主要用于创建一个复杂的对象。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。

3. 原理类图

4.代码实现

//产品->Product
public class House {
	private String baise;
	private String wall;
	private String roofed;
	
	public String getBaise() {
		return baise;
	}
	public void setBaise(String baise) {
		this.baise = baise;
	}
	public String getWall() {
		return wall;
	}
	public void setWall(String wall) {
		this.wall = wall;
	}
	public String getRoofed() {
		return roofed;
	}
	public void setRoofed(String roofed) {
		this.roofed = roofed;
	}
}

// 抽象的建造者
public abstract class HouseBuilder {

	protected House house = new House();
	
	//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;
	}
}

// 具体建造者->普通房子
public class CommonHouse extends HouseBuilder {

	@Override
	public void buildBasic() {
		System.out.println(" 普通房子打地基5米 ");
	}

	@Override
	public void buildWalls() {
		System.out.println(" 普通房子砌墙10cm ");
	}

	@Override
	public void roofed() {
		System.out.println(" 普通房子屋顶 ");
	}
}

// 具体的建造者->高楼
public class HighBuilding extends HouseBuilder {

	@Override
	public void buildBasic() {
		System.out.println(" 高楼的打地基100米 ");
	}

	@Override
	public void buildWalls() {
		System.out.println(" 高楼的砌墙20cm ");
	}

	@Override
	public void roofed() {
		System.out.println(" 高楼的透明屋顶 ");
	}
}

//指挥者，这里去指定制作流程，返回产品
public class HouseDirector {
	
	HouseBuilder houseBuilder = null;

	//构造器传入 houseBuilder
	public HouseDirector(HouseBuilder houseBuilder) {
		this.houseBuilder = houseBuilder;
	}

	//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();
	}
}

运行

public class Client {
	public static void main(String[] args) {
		//盖普通房子
		CommonHouse commonHouse = new CommonHouse();
		//准备创建房子的指挥者
		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("输出流程");
		
		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();
	}
}

四、建造者模式在JDK的应用和源码分析

1）java.lang.StringBuilder中使用建造者模式

2）源码

3. 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

五、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，与其他的具体建造者无关，因此可以很方便的替换具体建造者或者增加新的

3）建造者模式所创建的产品一般具有较多的共同点，如果产品之间差异性很大，则不适合使用建造者模式。

4）抽象工厂模式VS建造者模式

抽象工厂模式不需要关心构建过程，只关心什么产品是由什么工厂生产即可。建造者模式则是按照指定蓝图建造产品，主要目的是通过组装零配件而产生新产品。