《设计模式》建造者模式

定义

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。

介绍

• 建造者模式属于创建型模式。
• 建造者模式主要用来创建复杂的对象，用户可以不用关心其建造过程和细节。
• 例如：当要组装一台电脑时，我们选择好CPU、内存、硬盘等，然后交给装机师傅，装机师傅就把电脑给组装起来，我们不需要关心是怎么拼装起来的。

UML类图

建造者模式UML类图

角色说明：

• Product（产品类）：要创建的复杂对象。在本类图中，产品类是一个具体的类，而非抽象类。实际编程中，产品类可以是由一个抽象类与它的不同实现组成，也可以是由多个抽象类与他们的实现组成。
• Builder（抽象建造者）：创建产品的抽象接口，一般至少有一个创建产品的抽象方法和一个返回产品的抽象方法。引入抽象类，是为了更容易扩展。
• ConcreteBuilder（实际的建造者）：继承Builder类，实现抽象类的所有抽象方法。实现具体的建造过程和细节。
• Director（指挥者类）：分配不同的建造者来创建产品，统一组装流程。

实现

1、定义具体的产品类（Product）：电脑

public class Computer {
  private String mCPU;
  private String mMemory;
  private String mHD;

  public void setCPU(String CPU) {
    mCPU = CPU;
  }

  public void setMemory(String memory) {
    mMemory = memory;
  }

  public void setHD(String HD) {
    mHD = HD;
  }
}

2、定义抽象建造者（Builder）：组装电脑的过程

public abstract class Builder {
  // 组装CPU
  public abstract void buildCPU(String cpu);
  
  // 组装内存
  public abstract void buildMemory(String memory);

  // 组装硬盘
  public abstract void buildHD(String hd);

  // 返回组装好的电脑
  public abstract Computer create();
}

3、创建具体的建造者（ConcreteBuilder）:装机人员

public class ConcreteBuilder extends Builder {
  // 创建产品实例
  private Computer mComputer = new Computer();

  @Override
  public void buildCPU(String cpu) {
    mComputer.setCPU(cpu);
  }

  @Override
  public void buildMemory(String memory) {
    mComputer.setMemory(memory);
  }

  @Override
  public void buildHD(String hd) {
    mComputer.setHD(hd);
  }

  @Override
  public Computer create() {
    return mComputer;
  }
}

4、定义指挥者类（Director）：老板委派任务给装机人员

public class Director {
  private Builder mBuild = null;

  public Director(Builder build) {
    this.mBuild = build;
  }

  // 指挥装机人员组装电脑
  public void construct(String cpu, String memory, String hd) {
    mBuild.buildCPU(cpu);
    mBuild.buildMemory(memory);
    mBuild.buildHD(hd);
  }
}

5、测试方法

public void createComputer() {
  // 创建建造者实例（装机人员）
  Builder builder = new ConcreteBuilder();
  // 创建指挥者实例，并分配相应的建造者，（老板分配任务）
  Director director = new Director(builder);
  // 组装电脑
  director.construct("i7-6700", "三星DDR4", "希捷1T");
}

应用场景

• 创建一些复杂的对象时，对象内部的构建过程存在复杂变化。
• 相同的构建过程，不同的执行顺序，产生不同结果时。
• 不同配置的构建对象，产生不同结果时。

优缺点

优点：

• 封装性良好，隐藏内部构建细节。
• 易于解耦，将产品本身与产品创建过程进行解耦，可以使用相同的创建过程来得到不同的产品。也就说细节依赖抽象。
• 易于扩展，具体的建造者类之间相互独立，增加新的具体建造者无需修改原有类库的代码。
• 易于精确控制对象的创建，由于具体的建造者是独立的，因此可以对建造过程逐步细化，而不对其他的模块产生任何影响。

缺点：

• 产生多余的Build对象以及Director类。
• 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。

Android中的源码分析

Android中的AlertDialog.Builder就是使用了Builder模式来构建AlertDialog的。

• AlertDialog.Builder的简单用法

  AlertDialog.Builder builder = new AlertDialog.Builder(activity);
  builder.setIcon(R.drawable.icon);
  builder.setTitle("标题");
  builder.setMessage("信息");
  builder.setPositiveButton("确定", new DialogInterface.OnClickListener() {
    @Override
    public void onClick(DialogInterface dialog, int which) {
  
    }
  });
  AlertDialog alertDialog = builder.create();
  alertDialog.show();
  

  通过Builder对象来构建Icon、Title、Message等，将AlertDialog的构建过程和细节隐藏了起来。

• AlertDialog相关源码分析
  // AlertDialog源码

  public class AlertDialog extends Dialog implements DialogInterface {
    private AlertController mAlert;// 接受Builder成员变量P的参数
  
    AlertDialog(Context context, @StyleRes int themeResId, boolean createContextThemeWrapper) {
      super(context, createContextThemeWrapper ? resolveDialogTheme(context, themeResId) : 0, createContextThemeWrapper);
      mWindow.alwaysReadCloseOnTouchAttr();
      mAlert = AlertController.create(getContext(), this, getWindow());// 创建AlertController对象
    }
  
    @Override
    public void setTitle(CharSequence title) {// 设置Title
      super.setTitle(title);
      mAlert.setTitle(title);// 保存在AlertController对象中
    }
  
    public void setMessage(CharSequence message) {// 设置Message
      mAlert.setMessage(message);// 保存在AlertController对象中
    }
  
    public void setIcon(@DrawableRes int resId) {// 设置Icon
      mAlert.setIcon(resId);// 保存在AlertController对象中
    }
  
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
      super.onCreate(savedInstanceState);
      mAlert.installContent();// 安装AlertDialog的内容
    }
  
    // AlertDialog其他代码略
    public static class Builder {
      private final AlertController.AlertParams P;// 构建AlertDialog对象所需要的参数都存放在P中
  
      public Builder(Context context) {
        this(context, resolveDialogTheme(context, 0));
      }
  
      public Builder(Context context, int themeResId) {
        P = new AlertController.AlertParams(new ContextThemeWrapper(
                context, resolveDialogTheme(context, themeResId)));// 初始化AlertParams对象
      }
  
      public Context getContext() {
        return P.mContext;
      }
  
      public android.app.AlertDialog.Builder setTitle(CharSequence title) {
        P.mTitle = title;// 保存title到P中
        return this;
      }
  
      public android.app.AlertDialog.Builder setMessage(CharSequence message) {
        P.mMessage = message;// 保存message
        return this;
      }
  
  
      public android.app.AlertDialog.Builder setIcon(@DrawableRes int iconId) {
        P.mIconId = iconId;// 保存IconId
        return this;
      }
  
      // Builder其他代码略
      public android.app.AlertDialog create() {// 构建AlertDialog
        final android.app.AlertDialog dialog = new android.app.AlertDialog(P.mContext, 0, false);// 创建一个AlertDialog对象
        P.apply(dialog.mAlert);//将P中的参数设置到AlertController中
        // 其他设置代码略
        return dialog;
      }
    }
  }
  

  // Dialog源码

  public class Dialog implements DialogInterface, Window.Callback, KeyEvent.Callback, View.OnCreateContextMenuListener, Window.OnWindowDismissedCallback {
    // 其他代码略
    public void show() {
      // 前面代码略
      if (!mCreated) {
        dispatchOnCreate(null);// 分发onCreate
      } else {
        final Configuration config = mContext.getResources().getConfiguration();
        mWindow.getDecorView().dispatchConfigurationChanged(config);
      }
  
      onStart();// 调用onStart()
      mDecor = mWindow.getDecorView();
        
      // 设置参布局参数略
       
      mWindowManager.addView(mDecor, l);// 添加到WindowManager
      mShowing = true;
  
      sendShowMessage();
    }
    
    void dispatchOnCreate(Bundle savedInstanceState) {// 分发onCreate
      if (!mCreated) {
        onCreate(savedInstanceState);// 调用AlertDialog的onCreate方法，创建AlertDialog视图
        mCreated = true;
      }
    }
  }
  

  // AlertController源码

  public class AlertController {
    // 其他代码略
  
    public void installContent() {// 安装内容
      int contentView = selectContentView();// 选择合适的布局
      mWindow.setContentView(contentView);// 布局添加到Window中
      setupView();// 把dialog.mAlert对象中需要构建的元素逐个添加设置到Window上,即构建我们设置的布局发生在这一步中
    }
  }
  

• 简单流程说明：

  1、通过AlertDialog.Builder设置各种属性后（如：setTitle()），这些属性信息会保存在P变量中，P变量的类型为AlertController.AlertParams。

  2、调用builder.create()即可返回一个AlertDialog对象。
  （2-1） builder.create()方法中首先会创建一个AlertDialog对象，AlertDialog对象构造时会初始化WindowManager和Window。
  （2-2） builder.create()创建完AlertDialog对象后，会调用 P.apply(dialog.mAlert)；即把P变量中所存储的用来构建AlertDialog对象的元素设置到了dialog.mAlert中，dialog.mAlert的类型为AlertController。

  3、调用AlertDialog的show()方法，展示界面。
  （3-1） show()方法中会调用 dispatchOnCreate(null)，dispatchOnCreate(null)调起onCreate()，onCreate()会调起mAlert.installContent()；即安装AlertDialog的内容。
  （3-2） installContent()中会调用mWindow.setContentView(mAlertDialogLayout);即把mAlertDialogLayout这个布局加到Window中去。
  （3-3） 调完mWindow.setContentView(mAlertDialogLayout)后会调用setupView()，setupView()中会把dialog.mAlert对象中需要构建的元素逐个添加设置到mWindow上。
  （3-4） 最后通过把view添加到mWindowManager上展示出来。

• 总结：

  builder模式隐藏了这种复杂的构建过程，只需几行简单的代码就把AlertDialog给展示出来了。

  AlertDialog的builder中并没有抽象建造者（Builder）、Director（指挥者类）等角色。AlertDialog.Builder同时扮演了Builder、ConcreteBuilder、Director等角色，这是Android中的一种简化，也值得我们去学习使用。