JAVA设计模式之 建造者模式【Builder Pattern】

一、概述

    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。核心在于如何一步步构建一个包含多个组成部件的完整对象，使用相同的构建过程构建不同的产品，建造者模式是一种对象创建型模式。

二、适用场景：复杂对象的组装和创建

(1)    用于复杂对象的组装和创建、对象间通常具有较多的共同点或是组成部分相似；

(2)    需要生成的对象的属性相互依赖，需要指定其生成顺序的情况；

(3)    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产品；

三、UML类图结构

四、参与者

1、Builder（抽象建造者）：它为创建一个产品Product对象的各个部件指定抽象接口，并有方法返回产品对象。

2、ConcreteBuilder（具体建造者）：它实现了Builder接口或抽象方法，实现各个部件的具体构造和装配方法，定义并明确它所创建的复杂对象。

3、Product（产品角色）：它是被构建的复杂对象，通常包含多个组成部件。

4、Director（指挥者）：它负责安排复杂对象的建造次序，指挥者与抽象建造者之间存在关联关系，可以在其construct()建造方法中调用建造者对象的部件构造与装配方法，完成复杂对象的建造。

五、用例学习

1、被建造的对象：产品类 Product.java

/**
 * 被建造的对象：产品
 * @author  [email protected]
 *
 */
public class Product {
	// 产品部件A
	private String partA;
	// 产品部件B
    private String partB;
    // 产品部件C
 	private String partC;
 	
	public String getPartA() {
		return partA;
	}
	
	public void setPartA(String partA) {
		this.partA = partA;
	}
	
	public String getPartB() {
		return partB;
	}
	
	public void setPartB(String partB) {
		this.partB = partB;
	}
	
	public String getPartC() {
		return partC;
	}
	
	public void setPartC(String partC) {
		this.partC = partC;
	}

}

2、抽象建造者类[也可以为接口] Builder.java

/**
 * 抽象建造者
 * @author  [email protected]
 *
 */
public abstract class Builder {
	protected Product product = new Product();
	
	protected abstract void buildPartA();
	
	protected abstract void buildPartB();
	
	protected abstract void buildPartC();
	
	public Product getProduct(){
		return product;
	}

}

3、具体的复杂产品的建造者类 ConcreteBuilder.java

/**
 * 具体的建造者对象<br>
 * 建造复杂产品的各个组成部件、最后由指挥者类<Director>进行组装成完整的产品对象
 * @author [email protected]
 *
 */
public class ConcreteBuilder extends Builder {

	@Override
	protected void buildPartA() {
		product.setPartA("build Part A");
		System.out.println("正在建造产品部件A");
	}

	@Override
	protected void buildPartB() {
		product.setPartB("build Part B");
		System.out.println("正在建造产品部件B");
	}

	@Override
	protected void buildPartC() {
		product.setPartC("build Part C");
		System.out.println("正在建造产品部件C");
	}

}

4、复杂产品的组装 指挥者类：Director.java

/**
 * 指挥者<br>
 * 负责 安排/组装 复杂对象的建造次序
 * @author  [email protected]
 *
 */
public class Director {
	private Builder builder;
	
	public Director(Builder builder){
		this.builder = builder;
	}
	
	
	/**
	 * 产品对象的构建与组装
	 * @return
	 */
	public Product construct(){
		System.out.println("--- 指挥者开始 构建产品 ---");
		builder.buildPartA();
		builder.buildPartB();
		builder.buildPartC();
		System.out.println("--- 指挥者 构建产品 完成 ---");
		return builder.getProduct();
	}

}

5、客户端调用测试类：Client.java

public class Client {

	public static void main(String[] args) {

		ConcreteBuilder cBuilder = new ConcreteBuilder();
		Director director = new Director(cBuilder);
		director.construct();
	}

}

6、程序运行效果：

--- 指挥者开始 构建产品 ---
正在建造产品部件A
正在建造产品部件B
正在建造产品部件C
--- 指挥者 构建产品 完成 ---

六、其他

    在建造者模式中，客户端不必知道产品对象内部组成的细节，将产品本身与产品的创建过程解耦；每一个具体的建造者都相对独立，可以方便修改/新增具体的建造者而不会对其他的建造者造成影响、使系统扩展方便，符合“开闭原则”。