1 定义
建造者模式(Builder Patten):将一个复杂对象的构建与他的表示分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示。
建造者模式用于一步一步创建一个复杂的对象,他允许用户只通过指定复杂对象的类型和内容进行构建,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,根据翻译的不同,建造者模式又可称为生成器模式。
2 结构与角色
建造者模式包含4个角色
- Builder:抽象建造者。为创建一个Product对象的各个部件指定的抽象接口。
- ConcreteBuilder:具体建造者。实现抽象建造者Builder,构建和装配产品的各个部件。做具体建造工作,但却不为客户端所知。
- Product:产品,被构建的复杂对象。具体建造者创建该产品的内部表示并定义它的装配过程。包含定义组成部件的类,包括将这些部件装配成最终的产品的接口。
- Director:指挥者。构建一个使用抽象建造者Builder的对象。它与客户端打交道,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ConcreteBuilders。
3 例子
建造楼房的过程中,有专业人员绘制图纸,图纸中讲述干什么,工人根据图纸去具体实现要干的事情,包工头根据实际情况去处理图纸中方法的执行,调配工人以何种顺序完成图纸上的要求。虽然包工头和图纸对建造高楼很有帮助,但是高楼平地起,却是由工人们一砖一瓦的搭建起来。
以上的这个例子很形象的讲述建造者模式执行过程,其中图纸就对应Builder(提供方法,要干什么),工人就对应ConcreteBuilder(具体去干方法中规定的事情),包工头就对应Director(以何种顺序干,调配工人),高楼就对应Product。
3.1 代码
3.1.1 Builder类
Builder类只提供抽象的方法,类似于图纸,只是告诉你建造高楼你需要做什么。
// 抽象方法,要做什么:建设一个大楼需要做什么
public abstract class Builder {
abstract void builderA();
abstract void builderB();
abstract void builderC();
abstract void builderD();
abstract Product getProduct();
}
3.1.2 Worker类
工人是具体实现Builder提出的需求,比如水泥、钢筋等等。工人类直接产生产品(new)
package demo01;
// 知道了要做什么,就得有人来具体实现
public class Worker extends Builder{
private Product product;
public Worker() {
product = new Product();
}
@Override
void builderA() {
product.setBuildA("打地基");
System.out.println("打地基");
}
@Override
void builderB() {
product.setBuildB("钢筋混凝土");
System.out.println("钢筋混凝土");
}
@Override
void builderC() {
product.setBuildC("盖房子");
System.out.println("盖房子");
}
@Override
void builderD() {
product.setBuildD("油漆、粉刷");
System.out.println("油漆、粉刷");
}
Product getProduct()
{
return product;
}
}
3.1.3 Product类
当产品的本身的属性一一被满足的时候,产品才会产生。
public class Product {
private String buildA;
private String buildB;
private String buildC;
private String buildD;
public String getBuildA() {
return buildA;
}
public void setBuildA(String buildA) {
this.buildA = buildA;
}
public String getBuildB() {
return buildB;
}
public void setBuildB(String buildB) {
this.buildB = buildB;
}
public String getBuildC() {
return buildC;
}
public void setBuildC(String buildC) {
this.buildC = buildC;
}
public String getBuildD() {
return buildD;
}
public void setBuildD(String buildD) {
this.buildD = buildD;
}
@Override
public String toString() {
return "Product{" +
"buildA='" + buildA + ''' +
", buildB='" + buildB + ''' +
", buildC='" + buildC + ''' +
", buildD='" + buildD + ''' +
'}';
}
}
3.1.4 Director类
包工头,安排工人怎么去做,比如今天下雨,不打水泥了,去抬钢筋,今天不下雨了,去打地基。
// 指挥的作用是,以什么样的顺序,完成产品的制作
public class Director {
public Product getProduct(Builder builder){
builder.builderA();
builder.builderB();
builder.builderC();
builder.builderD();
return builder.getProduct();
}
}
3.1.5 Test测试类
public class Test01 {
public static void main(String[] args) {
Director director = new Director();
Product product = director.getProduct(new Worker());
System.out.println(product.toString());
}
}
指挥者调整顺序可以得到不同的产品,或者不同的效果(虽然这个没体现出来)
4 不使用指挥者的例子
去餐厅吃饭,餐厅里一般有默认的套餐,或者自己(用户)点餐,点餐之后,服务员根据订单负责将食品端上来,然后你大快朵颐,享受美食带来的快感….
在这一场景里,就没有指挥者,指挥权到达了用户的手里。上面3中的场景,指挥权就不能到用户手里,你不能让人家掏钱还得让人家自己建(除非是老板)。
4.1 Builder类
public abstract class Builder {
abstract Builder builderA(String msg);
abstract Builder builderB(String msg);
abstract Builder builderC(String msg);
abstract Builder builderD(String msg);
abstract Product getProduct();
}
4.2 Worker类
public class Worker extends Builder {
private Product product;
public Worker() {
product = new Product();
}
Builder builderA(String msg) {
product.setBuildA(msg);
return this;
}
Builder builderB(String msg) {
product.setBuildB(msg);
return this;
}
Builder builderC(String msg) {
product.setBuildC(msg);
return this;
}
Builder builderD(String msg) {
product.setBuildD(msg);
return this;
}
Product getProduct() {
return product;
}
}
4.3 Product类
public class Product {
private String buildA = "炸鸡";
private String buildB = "汉堡";
private String buildC = "可乐";
private String buildD = "大蒜";
public String getBuildA() {
return buildA;
}
public void setBuildA(String buildA) {
this.buildA = buildA;
}
public String getBuildB() {
return buildB;
}
public void setBuildB(String buildB) {
this.buildB = buildB;
}
public String getBuildC() {
return buildC;
}
public void setBuildC(String buildC) {
this.buildC = buildC;
}
public String getBuildD() {
return buildD;
}
public void setBuildD(String buildD) {
this.buildD = buildD;
}
@Override
public String toString() {
return "Product{" +
"buildA='" + buildA + ''' +
", buildB='" + buildB + ''' +
", buildC='" + buildC + ''' +
", buildD='" + buildD + ''' +
'}';
}
}
4.4 Test类
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Worker worker = new Worker();
System.out.println(worker.builderA("全家桶")
.getProduct());
}
}
上面的代码例子中:Worker就相当于服务员,记录你点了什么菜,并生成账单(Product里的信息),反馈给用户产品。
5 适用场景
- 需要生成的产品对象有复杂的内部结构(通常包含多个成员属性)
- 需要生成的产品对象的属性相互依赖(需要指定顺序)
- 产品对象的创建过程独立于创建该对象的类
- 隔离复杂对象的创建和使用,并使得相同的创建过程可以创建不同的类
6 优缺点
6.1 优点
- 用户不需要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。
- 很方便的替换具体的建造者或者增加新的具体创建者
- 符合开闭原则,可以更加精细的控制产品的创建过程
6.2 缺点
- 适用范围收到限制,需要生成的产品对象具有较多共同点
- 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。