建造者模式(Builder Pattern)

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前言

设计模式系列代码均持续更新在我的gitHub：to github

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I. 定义

• 建造者模式，又称生成器模式，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，既相同的部位和布局，可以构建出不同的表现形式。例如: 每个用户的博客空间布局都是类似的，但每个用户所发的文章不同。

优点

• 逐步构建复杂对象，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细节。[即封装性好]

例如我们去购买电脑。我们可以灵活选择不同的cpu、显卡型号，最后只要指定一个型号，就可以交由商家去组装电脑。

• 扩展性好，各个具体的建造者相互独立，有利于系统的解耦。
• 客户端不必知道产品内部组成的细节，建造者可以对创建过程逐步细化，而不对其它模块产生任何影响，便于控制细节风险。

缺点

• 产品型号可以不同，但是组成部分的类型必须相同，[你总不能把内存条插到放硬盘的地方吧] 这限制了其使用范围
• 如果产品的内部变化复杂，如果产品内部发生变化，则建造者也要同步修改，后期维护成本较大。

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II. 建造者模式的四大角色

1. Product - 具体的产品对象
2. Builder - 抽象创造者，指定各个部件的 接口/抽象类
3. ConcreteBuilder - 具体建造者，实现接口，构建和装配各个具体部件
4. Director - 指挥者，构建一个使用Builder接口的对象。主要作用是创建一个复杂对象。同时隔离客户与对象的生产过程。负责控制产品对象的生产过程。

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III. 建造者模式的类图

类间关系描述

• ComputerBuilder 构建者抽象
• Computer 产品类型
• Computer_v1 / Computer_v2 具体构建者。代表不同类型的电脑
• Director 指挥者
• Client 客户

执行逻辑： 客户给指挥者发送一个电脑类型，指挥者交由具体构建者执行，然后由抽象构建者的builderComputer()方法返回一个Computer实例。

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IV. 来人，上代码！

• Computer

/**
 * Product - 产品类型 
 * 省略 get/set/constructor */
public class Computer {
    /* 以下属性也可以是引用类型, 仅使用普通变量做演示 */
    private String cpu; // cpu 型号
    private String gpu; // 显卡型号
    private String ram; // 运行内存大小
    private String rom; // 存储内存大小

• ComputerBuilder

public abstract class ComputerBuilder {

    protected Computer computer = new Computer();

    public abstract void setCPU();

    public abstract void setGPU();

    public abstract void setRAM();

    public abstract void setROM();

    public Computer buildComputer() {return this.computer; }
}

• Computer_v1

public class Computer_v1 extends ComputerBuilder {
    @Override
    public void setCPU() {
        this.computer.setCpu("i5-*");
    }
    @Override
    public void setGPU() {
        this.computer.setGpu("GTX 980");
    }
    @Override
    public void setRAM() {
        this.computer.setRam("8g");
    }
    @Override
    public void setROM() {
        this.computer.setRom("固态-无，机械-1T");
    }
}

• Computer_v2

package builder;

public class Computer_v2 extends ComputerBuilder {
    @Override
    public void setCPU() {
        this.computer.setCpu("i9-*");
    }
    @Override
    public void setGPU() {
        this.computer.setGpu("RTX 3090");
    }
    @Override
    public void setRAM() {
        this.computer.setRam("16G");
    }
    @Override
    public void setROM() {
        this.computer.setRom("固态-256G，机械-1T");
    }
}

• Director

public class Director {

    private ComputerBuilder computerBuilder;

    public Director(ComputerBuilder computerBuilder) {
        this.computerBuilder = computerBuilder;
    }

    /* 如果我要换一个方案，则只需SET，无需再new */
    public void setComputerBuilder(ComputerBuilder computerBuilder) {
        this.computerBuilder = computerBuilder;
    }

    public Computer constructComputer() {
        /* 构建顺序如下 */
        this.computerBuilder.setCPU();
        this.computerBuilder.setGPU();
        this.computerBuilder.setRAM();
        this.computerBuilder.setROM();

        return this.computerBuilder.buildComputer();
    }
}

• Client

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        /* 构建一台低配电脑 */
        Computer_v1 computer_v1 = new Computer_v1();
        Director director = new Director(computer_v1);
        Computer myComputer = director.constructComputer();
        System.out.println("myComputer => " + myComputer);

        /* 使用set换一个构建方式 */
        Computer_v2 computer_v2 = new Computer_v2();
        director.setComputerBuilder(computer_v2);
        Computer myDream = director.constructComputer();
        System.out.println("my Dream Computer => " + myDream);
    }
}

• 控制台结果

  
  运行结果