设计模式-创建型模式之建造者模式

定义

建造者模式(Builder Pattern)：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。
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。建造者模式属于对象创建型模式。根据中文翻译的不同，建造者模式又可以称为生成器模式。

相关角色
Builder：抽象建造者
ConcreteBuilder：具体建造者
Director：指挥者
Product：产品角色

建造者（Builder）角色：给出一个抽象接口，以规范产品对象的各个组成成分的建造。一般而言，此接口独立于应用程序的商业逻辑。模式中直接创建产品对象的是具体建造者（ConcreteBuilder）角色。具体建造者类必须实现这个接口所要求的方法：一个是建造方法，另一个是结果返还方法。
具体建造者（Concrete Builder）角色：担任这个角色的是于应用程序紧密相关的类，它们在应用程序调用下创建产品实例。这个角色主要完成的任务包括：
• 实现Builder角色提供的接口，一步一步完成创建产品实例的过程。
• 在建造过程完成后，提供产品的实例。
指导者（Director）角色：担任这个角色的类调用具体建造者角色以创建产品对象。导演者并没有产品类的具体知识，真正拥有产品类的具体知识的是具体建造者对象。
产品（Product）角色：产品便是建造中的复杂对象。
指导者角色是于客户端打交道的角色。导演者角色将客户端创建产品的请求划分为对各个零件的建造请求，再将这些请求委派给具体建造者角色。具体建造者角色是做具体建造工作的，但却不为客户端所知。

解决问题

解决“一些复杂对象”的创建工作。

UML类图

builder

例子

Builder

public abstract class Builder {
    public abstract Product getProduct();

    public abstract void buildFrame();

    public abstract void buildEngine();

    public abstract void buildWheels();

    public abstract void buildDoors();
}

ConcreteBuilder

public class ConcreteBuilder extends Builder {
    private Product product = new Product();

    @Override
    public Product getProduct() {
        return product;
    }

    @Override
    public void buildFrame() {
        product.addPart("frame", "frame");
    }

    @Override
    public void buildEngine() {
        product.addPart("engine", "engine");
    }

    @Override
    public void buildWheels() {
        product.addPart("wheels", "wheels");
    }

    @Override
    public void buildDoors() {
        product.addPart("doors", "doors");
    }
}

Product

public class Product {
    private HashMap<String, String> part = new HashMap<>();

    public void addPart(String key, String value) {
        part.put(key, value);
    }

    public void show() {
        Set<Map.Entry<String, String>> entries = part.entrySet();
        for (Map.Entry<String, String> entry : entries) {
            System.out.println(entry.getKey() + "," + entry.getValue());
        }
    }
}

Director

public class Director {
    public void construct(Builder builder) {
        builder.buildFrame();
        builder.buildDoors();
        builder.buildEngine();
        builder.buildWheels();
    }
}

优缺点

优点：

• 在建造者模式中，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；
• 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；
• 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；
• 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”。
  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。

延伸