建造者模式

﹏ヽ暗。殇╰゛Y 2021-08-30 22:18 459阅读 0赞

### 建造者模式 ###

*  1. 简介
 *  2. 建造者模式介绍
 *   *  2.1 定义
     *  2.2 建造者模式的优点
     *  2.3 建造者模式的缺点
     *  2.4 抽象工厂模式 VS 建造者模式
     *  2.5 模式结构
     *   *  2.5.1 UML结构图
         *  2.5.2 建造者模式主要包含四个角色
 *  3. 建造者模式分析
 *  4. 实例：KFC套餐
 *   *  4.1 Product（产品角色）
     *  4.2 Builder（抽象建造者）
     *  4.3 ConcreteBuilder（具体建造者）
     *  4.4 Director（指挥者）
     *  4.5 测试类（客户端类）

# 1. 简介 #

无论是在现实世界中还是在软件系统中，都存在一些复杂的对象，它们拥有多个组成部分，如汽车，它包括车轮、方向盘、发送机等各种部件。而对于大多数用户而言，无须知道这些部件的装配细节，也几乎不会使用单独某个部件，而是使用一辆完整的汽车，可以通过建造者模式对其进行设计与描述，建造者模式可以将部件和其组装过程分开，一步一步创建一个复杂的对象。用户只需要指定复杂对象的类型就可以得到该对象，而无须知道其内部的具体构造细节。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dhbmdfemhhb18_size_16_color_FFFFFF_t_70]

# 2. 建造者模式介绍 #

## 2.1 定义 ##

建造者模式（Builder Pattern） 又名生成器模式，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。

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。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dhbmdfemhhb18_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

## 2.2 建造者模式的优点 ##

1.  客户端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”。

## 2.3 建造者模式的缺点 ##

1.  当产品之间差异性较大时，不建议使用该模式。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。
2.  产品内部变化很复杂的情况，不建议使用该模式。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。

## 2.4 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。

## 2.5 模式结构 ##

### 2.5.1 UML结构图 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dhbmdfemhhb18_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

### 2.5.2 建造者模式主要包含四个角色 ###

*  `Product`（产品角色）：一个具体的产品对象。
 *  `Builder`（抽象建造者）：创建一个`Product`对象的各个部件指定的抽象接口。
 *  `ConcreteBuilder`（具体建造者）：实现抽象接口，构建和装配各个部件。
 *  `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。

# 3. 建造者模式分析 #

1.  一个典型的复杂对象其类代码示例如下：

public class Product { 
    
        private String partA; //可以是任意类型
        private String partB;
        private String partC;
    
        //partA的Getter方法和Setter方法省略
        //partB的Getter方法和Setter方法省略
        //partC的Getter方法和Setter方法省略
    }

1.  抽象建造者类中定义了产品的创建方法和返回方法，其典型代码如下：

public abstract class Builder{ 
    
        protected Product product=new Product();
    
        public abstract void buildPartA();
        public abstract void buildPartB();
        public abstract void buildPartC();
    
        public Product getResult(){ 
            return product;
        }
    }

1.  具体建造者。实现抽象接口，构建和装配各个部件，实例代码如下：

public class ConcreteBuilder extends Builder{ 
        
        public void buildPartA(){ 
        ...
        }
        
        public void buildPartB(){ 
        ...
        }
        
        public void buildPartC(){ 
        ...
        }
    }

1.  指挥者类的代码示例如下：

建造者模式的结构中还引入了一个指挥者类`Director`，该类的作用主要有两个：一方面它隔离了客户与生产过程；另一方面它负责控制产品的生成过程。指挥者针对抽象建造者编程，客户端只需要知道具体建造者的类型，即可通过指挥者类调用建造者的相关方法，返回一个完整的产品对象。

public class Director{ 
    
        private Builder builder;
        
        //1 构造方法的方式注入builder对象
        public Director(Builder builder){ 
            this.builder=builder;
        }
        
        //2 set方法注入builder对象
        public void setBuilder(Builder builder){ 
            this.builder=builer;
        }
    
        public Product construct(){ 
            builder.buildPartA();
            builder.buildPartB();
            builder.buildPartC();
            return builder.getResult();
        }
    }

1.  客户端类代码片段

在客户端代码中，无须关心产品对象的具体组装过程，只需确定具体建造者的类型即可，建造者模式将复杂对象的构建与对象的表现分离开来，这样使得同样的构建过程可以创建出不同的表现。

Builder builder = new ConcreteBuilder();
    	Director director = new Director(builder);
    	Product product = director.construct();

# 4. 实例：KFC套餐 #

建造者模式可以用于描述KFC如何创建套餐：套餐是一个复杂对象，它一般包含主食（如汉堡、鸡肉卷等）和饮料（如果汁、可乐等）等组成部分，不同的套餐有不同的组成部分，而KFC的服务员可以根据顾客的要求，一步一步装配这些组成部分，构造一份完整的套餐，然后返回给顾客。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dhbmdfemhhb18_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

## 4.1 Product（产品角色） ##

public class Meal { 
        private String food;
        private String drink;
    
        public String getFood() { 
            return food;
        }
    
        public void setFood(String food) { 
            this.food = food;
        }
    
        public String getDrink() { 
            return drink;
        }
    
        public void setDrink(String drink) { 
            this.drink = drink;
        }
    }

## 4.2 Builder（抽象建造者） ##

创建一个`Product`对象的各个部件指定的抽象接口。

public abstract class MealBuilder { 
        Meal meal = new Meal();
    
        public abstract void buildFood();
    
        public abstract void buildDrink();
    
        public Meal getMeal(){ 
            return meal;
        }
    }

## 4.3 ConcreteBuilder（具体建造者） ##

实现抽象接口，构建和装配各个部件。

`A`套餐：

public class MealA extends MealBuilder{ 
    
        public void buildDrink() { 
            meal.setDrink("可乐");
        }
    
        public void buildFood() { 
            meal.setFood("薯条");
        }
    }

`B`套餐：

public class MealB extends MealBuilder{ 
    
        public void buildDrink() { 
            meal.setDrink("柠檬果汁");
        }
    
        public void buildFood() { 
            meal.setFood("鸡翅");
        }
    
    }

## 4.4 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。

public class KFCWaiter { 
        private MealBuilder mealBuilder;
    
        public KFCWaiter(MealBuilder mealBuilder) { 
            this.mealBuilder = mealBuilder;
        }
    
    
        public Meal construct(){ 
            //准备食物
            mealBuilder.buildFood();
            //准备饮料
            mealBuilder.buildDrink();
    
            //准备完毕，返回一个完整的套餐给客户
            return mealBuilder.getMeal();
        }
    }

## 4.5 测试类（客户端类） ##

public class Test { 
        public static void main(String[] args) { 
    
            //套餐A
            MealA a = new MealA();
            //准备套餐A的服务员
            KFCWaiter waiter = new KFCWaiter(a);
            //获得套餐
            Meal mealA = waiter.construct();      
            System.out.print("套餐A的组成部分:");
            System.out.println("食物："+mealA.getFood()+"； "+"饮品："+mealA.getDrink());
        }
    }

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