✍ 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。
在软件开发中，也存在大量类似汽车一样的复杂对象， 它们拥有一系列成员属性，这些成员属性中有些是引用类型的成员对象 。而且在这些复杂对象中，还可能存在一些限制条件，如某些属性没有赋值则复杂对象不能作为一个完整的产品使用；有些属性的赋值必须按照某个顺序，一个属性没有赋值之前，另一个属性可能无法赋值等。
复杂对象相当于一辆有待建造的汽车，而对象的属性相当于汽车的部件，建造产品的过程就相当于组合部件的过程。由于组合部件的过程很复杂，因此，这些部件的组合过程往往被“外部化”到一个称作建造者的对象里，建造者返还给客户端的是一个已经建造完毕的完整产品对象，而用户无须关心该对象所包含的属性以及它们的组装方式 ，这就是建造者模式的模式动机。
✍ 建造者模式的定义如下：
- 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
✍ 建造者模式在使用的时候包含如下角色：
- Builder：抽象建造者，它是一个包含创建产品各个子部件的抽象方法的接口，通常还包含一个返回复杂产品的方法 getResult()。
- ConcreteBuilder：具体建造者，实现 Builder 接口，完成复杂产品的各个部件的具体创建方法。
- Director：指挥者，它调用建造者对象中的部件构造与装配方法完成复杂对象的创建，在指挥者中不涉及具体产品的信息。
- Product：产品角色，它是包含多个组成部件的复杂对象，由具体建造者来创建其各个部件。
我们来演示一下：
创建一个cake类（Product：产品角色）
package softwareDesign.builder;
public class Cake {
private String name; //蛋糕名称
private String giftBox; //蛋糕配套礼盒
private String taste; //蛋糕味道
private String poster; //蛋糕海报
//评价
private String evaluation;
public String getName() {
return name;
}
public String getGiftBox() {
return giftBox;
}
public String getTaste() {
return taste;
}
public String getPoster() {
return poster;
}
public String getEvaluation() {
return evaluation;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public void setGiftBox(String giftBox) {
this.giftBox = giftBox;
}
public void setTaste(String taste) {
this.taste = taste;
}
public void setPoster(String poster) {
this.poster = poster;
}
public void setEvaluation(String evaluation) {
this.evaluation = evaluation;
}
@Override
public String toString() {
return "Cake{" +
"name='" + name + '\'' +
", giftBox='" + giftBox + '\'' +
", taste='" + taste + '\'' +
", poster='" + poster + '\'' +
", evaluation='" + evaluation + '\'' +
'}';
}
}
创建一个建造的抽象类 （ Builder：抽象建造者）
package softwareDesign.builder;
public abstract class CakeBuilder {
public abstract void buildCakeName(String cakeName);
public abstract void buildCakeGiftBox(String cakeGiftBox);
public abstract void buildCakeTaste(String cakeTaste);
public abstract void buildCakePoster(String cakePoster);
public abstract void buildCakeEvaluation(String cakeEvaluation);
//制作蛋糕
public abstract Cake makeCake();
}
创建一个建造的实现类（ConcreteBuilder：具体建造者）
package softwareDesign.builder;
public class CakeActualBuilder extends CakeBuilder{
private Cake cake = new Cake();
@Override
public void buildCakeName(String cakeName) {
cake.setName(cakeName);
}
@Override
public void buildCakeGiftBox(String cakeGiftBox) {
cake.setGiftBox(cakeGiftBox);
}
@Override
public void buildCakeTaste(String cakeTaste) {
cake.setTaste(cakeTaste);
}
@Override
public void buildCakePoster(String cakePoster) {
cake.setPoster(cakePoster);
}
@Override
public void buildCakeEvaluation(String cakeEvaluation) {
cake.setEvaluation(cakeEvaluation);
}
@Override
public Cake makeCake() {
return cake;
}
}
创建一个生产者（ Director：指挥者）
package softwareDesign.builder;
public class Employee {
private CakeBuilder cakeBuilder;
public void setCakeBuilder(CakeBuilder cakeBuilder) {
this.cakeBuilder = cakeBuilder;
}
public Cake makeCake(String cakeName, String cakeGiftBox, String cakeTaste, String cakePoster, String cakeEvaluation) {
this.cakeBuilder.buildCakeEvaluation(cakeEvaluation);
this.cakeBuilder.buildCakeName(cakeName);
this.cakeBuilder.buildCakeGiftBox(cakeGiftBox);
this.cakeBuilder.buildCakeTaste(cakeTaste);
this.cakeBuilder.buildCakePoster(cakePoster);
return this.cakeBuilder.makeCake();
}
}
看一下它的类图
添加Test.java
package softwareDesign.builder;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
CakeBuilder cakeBuilder = new CakeActualBuilder();
Employee employee = new Employee();
employee.setCakeBuilder(cakeBuilder);
Cake cake = employee.makeCake("巧克力蛋糕","巧克力蛋糕礼盒"
,"甜","巧克力蛋糕海报","好");
System.out.println(cake);
}
}
我们看一下类图:
根据蛋糕的不同 我们可以给Employee传入不同的信息
但是Employee并不是必须的
下面进行下一个版本:
演进版本具有很大的优势 而且应用广泛
Cake类中含有建造方法
package softwareDesign.builder;
public class Cake {
private String name; //蛋糕名称
private String giftBox; //蛋糕配套礼盒
private String taste; //蛋糕味道
private String poster; //蛋糕海报
//评价
private String evaluation;
//添加的内容
//这里通过过早期将cakeBuilder传进来 这里的this指的是cake
public Cake(CakeBuilder cakeBuilder) {
this.name = cakeBuilder.name;
this.giftBox = cakeBuilder.giftBox;
this.poster = cakeBuilder.poster;
this.evaluation = cakeBuilder.evaluation;
this.taste = cakeBuilder.taste;
}
@Override
public String toString() {
return "Cake{" +
"name='" + name + '\'' +
", giftBox='" + giftBox + '\'' +
", taste='" + taste + '\'' +
", poster='" + poster + '\'' +
", evaluation='" + evaluation + '\'' +
'}';
}
//添加静态内部类
public static class CakeBuilder {
private String name; //蛋糕名称
private String giftBox; //蛋糕配套礼盒
private String taste; //蛋糕味道
private String poster; //蛋糕海报
//评价
private String evaluation;
public CakeBuilder builderCakeName(String cakeName) {
this.name = cakeName;
return this; //返回的是本身
}
public CakeBuilder builderCakePoster(String cakePoster) {
this.poster = cakePoster;
return this;
}
public CakeBuilder builderCakeGiftBox(String cakeGiftBox) {
this.giftBox= cakeGiftBox;
return this;
}
public CakeBuilder builderCakeTaste(String cakeTaste) {
this.taste = cakeTaste;
return this;
}
public CakeBuilder builderCakeEvaluation(String cakeEvaluation) {
this.evaluation = cakeEvaluation;
return this;
}
public Cake build(){
return new Cake(this);
}
}
}
测试
package softwareDesign.builder;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Cake cake = new Cake.CakeBuilder()
.builderCakeName("巧克力蛋糕")
.builderCakeEvaluation("好")
.builderCakeTaste("甜")
.builderCakePoster("巧克力蛋糕海报")
.builderCakeGiftBox("巧克力蛋糕礼盒").build();
System.out.println(cake);
}
}
结果;
UML类图:
Tes与CakeBuilder有着直接的关系 和Cake是间接的
这种演进版本的建造者模式 用途非常广泛 一定要好好掌握
这里我想提一下建造者模式的结构中引入的一个指挥者类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。
✍ 说一下它的优缺点吧
建造者模式的优点
- 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”。
建造者模式的缺点如下：
- 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。
✍ 它的适用场景很好理解：
在以下情况下可以使用建造者模式：
- 需要生成的产品对象有复杂的内部结构，这些产品对象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，需要指定其生成顺序。
- 对象的创建过程独立于创建该对象的类。在建造者模式中引入了指挥者类，将创建过程封装在指挥者类中，而不在建造者类中。
- 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产品。
✍ 它的应用有JavaMail （一步一步构造一个完整的邮件对象，然后发送）；还有在很多游戏软件中，地图包括天空、地面、背景等
组成部分，人物角色包括人体、服装、装备等组成部分，可以使用建造者模式对其进行设计， 通过不同的具体建造者创建不同类型的地图或人物 。
✍ 建造者模式可以进行简化
- 省略抽象建造者角色：如果系统中只需要一个具体建造者的话，可以省略掉抽象建造者。
- 省略指挥者角色：在具体建造者只有一个的情况下，如果抽象建造者角色已经被省略掉，那么还可以省略指挥者角色，让Builder角色扮演指挥者与建造者双重角色。
✍ 上一篇文章，我们介绍了抽象工厂,趁热打铁，比较一下建造者模式与抽象工厂模式
- 与抽象工厂模式相比，建造者模式返回一个组装好的完整产品，而抽象工厂模式返回一系列相关的产品，这些产品位于不同的产品等级结构，构成了一个产品族。
- 在抽象工厂模式中，客户端实例化工厂类，然后调用工厂方法获取所需产品对象，而在建造者模式中，客户端可以不直接调用建造者的相关方法，而是通过指挥者类来指导如何生成对象，包括对象的组装过程和建造步骤，它侧重于一步步构造一个复杂对象，返回一个完整的对象。
- 如果将抽象工厂模式看成汽车配件生产工厂，生产一个产品族的产品，那么建造者模式就是一个汽车组装工厂，通过对部件的组装可以返回一辆完整的汽车。
转载：https://blog.csdn.net/qq_42322103/article/details/95022758
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