设计模式@第8章：建造者模式

第8章：建造者模式

一、盖房项目需求

• 需要建房子：这一过程为打桩、砌墙、封顶
• 房子有各种各样的，比如普通房，高楼，别墅，各种房子的过程虽然一样，但是要求不要相同的.
• 请编写程序，完成需求.

传统方式解决盖房需求

• 思路分析(图解)

• 看老师代码的演示

package com.gjxaiou.builder;

public abstract class AbstractHouse {
	
	//打地基
	public abstract void buildBasic();
	//砌墙
	public abstract void buildWalls();
	//封顶
	public abstract void roofed();

	/**
	 * 在构造方法中调用方法，使其在初始化时候有顺序执行
	 */
	public void build() {
		buildBasic();
		buildWalls();
		roofed();
	}
}

这里以 commonHouse 为例，实现上面的接口，其他实体类类型：

package com.gjxaiou.builder;

public class CommonHouse extends AbstractHouse {

	@Override
	public void buildBasic() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(" 普通房子打地基 ");
	}

	@Override
	public void buildWalls() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(" 普通房子砌墙 ");
	}

	@Override
	public void roofed() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(" 普通房子封顶 ");
	}
}

测试方法：

package com.gjxaiou.builder;

public class Client {
	public static void main(String[] args) {
		CommonHouse commonHouse = new CommonHouse();
		commonHouse.build();
	}
}

三、传统方式的问题分析

• 优点是比较好理解，简单易操作。
• 设计的程序结构，过于简单，没有设计缓存层对象，程序的扩展和维护不好. 也就是说，这种设计方案，把产品(即：房子) 和 创建产品的过程(即：建房子流程) 封装在一起，耦合性增强了。
• 解决方案：将产品和产品建造过程解耦 => 建造者模式.

四、建造者模式基本介绍

• 建造者模式（Builder Pattern） 又叫生成器模式，是一种对象构建模式。它可以将复杂对象的建造过程抽象出来（抽象类别），使这个抽象过程的不同实现方法可以构造出不同表现（属性）的对象。
• 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。

五、建造者模式的四个角色

• Product（产品角色）： 一个具体的产品对象。
• Builder（抽象建造者）： 创建一个 Product 对象的各个部件指定的 接口/抽象类。【指定建造的流程，不负责具体的构造细节】
• ConcreteBuilder（具体建造者）： 实现接口，构建和装配各个部件。
• Director（指挥者）： 构建一个使用 Builder 接口的对象。它主要是用于创建一个复杂的对象。它主要有两个作用，一是：隔离了客户与对象的生产过程，二是：负责控制产品对象的生产过程。

六、建造者模式原理类图

七、建造者模式解决盖房需求应用实例

• 需要建房子：这一过程为打桩、砌墙、封顶。不管是普通房子也好，别墅也好都需要经历这些过程，下面我们使用建造者模式(Builder Pattern)来完成
• 思路分析图解(类图)

• 代码实现

建造指挥者：

  package com.gjxaiou.builder.improve;
  
  //指挥者，这里去指定制作流程，返回产品
  public class HouseDirector {
  	
  	HouseBuilder houseBuilder = null;
  // 下面采用了两种方式传入 houseBuilder
  	//构造器传入 houseBuilder
  	public HouseDirector(HouseBuilder houseBuilder) {
  		this.houseBuilder = houseBuilder;
  	}
  
  	//通过setter 传入 houseBuilder
  	public void setHouseBuilder(HouseBuilder houseBuilder) {
  		this.houseBuilder = houseBuilder;
  	}
  	
  	//如何处理建造房子的流程，交给指挥者
  	public House constructHouse() {
  		houseBuilder.buildBasic();
  		houseBuilder.buildWalls();
  		houseBuilder.roofed();
  		return houseBuilder.buildHouse();
  	}
  }
  

抽象建造者和具体类的建造者：

  package com.gjxaiou.builder.improve;
  
  // 抽象的建造者
  public abstract class HouseBuilder {
  
  	protected House house = new House();
  	
  	//将建造的流程写好, 抽象的方法
  	public abstract void buildBasic();
  	public abstract void buildWalls();
  	public abstract void roofed();
  	
  	//建造房子好， 将产品(房子) 返回
  	public House buildHouse() {
  		return house;
  	}
  }
  
  //-----------------------------------------------
  package com.gjxaiou.builder.improve;
  
  public class CommonHouse extends HouseBuilder {
  	@Override
  	public void buildBasic() {
  		System.out.println(" 普通房子打地基5米 ");
  	}
  
  	@Override
  	public void buildWalls() {
  		System.out.println(" 普通房子砌墙10cm ");
  	}
  
  	@Override
  	public void roofed() {
  		System.out.println(" 普通房子屋顶 ");
  	}
  }
  
  //-----------------------------------------------
  package com.gjxaiou.builder.improve;
  
  public class HighBuilding extends HouseBuilder {
  
  	@Override
  	public void buildBasic() {
  		System.out.println(" 高楼的打地基100米 ");
  	}
  
  	@Override
  	public void buildWalls() {
  		System.out.println(" 高楼的砌墙20cm ");
  	}
  
  	@Override
  	public void roofed() {
  		System.out.println(" 高楼的透明屋顶 ");
  	}
  }
  

具体的建造产品：

  package com.gjxaiou.builder.improve;
  
  //产品->Product
  public class House {
  	private String baise;
  	private String wall;
  	private String roofed;
  	public String getBaise() {
  		return baise;
  	}
  	public void setBaise(String baise) {
  		this.baise = baise;
  	}
  	public String getWall() {
  		return wall;
  	}
  	public void setWall(String wall) {
  		this.wall = wall;
  	}
  	public String getRoofed() {
  		return roofed;
  	}
  	public void setRoofed(String roofed) {
  		this.roofed = roofed;
  	}
  }
  

应用于测试：

  package com.gjxaiou.builder.improve;
  
  public class Client {
  	public static void main(String[] args) {
  		
  		//盖普通房子
  		CommonHouse commonHouse = new CommonHouse();
  		//准备创建房子的指挥者【指挥者只要有一个就行】
  		HouseDirector houseDirector = new HouseDirector(commonHouse);
  		
  		//完成盖房子，返回产品(普通房子)
  		House house = houseDirector.constructHouse();
  		
  		//System.out.println("输出流程");
  		
  		System.out.println("--------------------------");
  		//盖高楼
  		HighBuilding highBuilding = new HighBuilding();
  		//重置建造者
  		houseDirector.setHouseBuilder(highBuilding);
  		//完成盖房子，返回产品(高楼)
  		houseDirector.constructHouse();
  	}
  }
  

八、建造者模式在JDK 的应用和源码分析P138

• java.lang.StringBuilder 中的建造者模式
• 代码说明+Debug 源码
• 源码中建造者模式角色分析
• Appendable 接口定义了多个 append 方法(抽象方法), 即 Appendable 为抽象建造者, 定义了抽象方法
• AbstractStringBuilder 实现了 Appendable 接口方法，这里的 AbstractStringBuilder 已经是建造者，只是不能实例化
• StringBuilder 即充当了指挥者角色，同时充当了具体的建造者，建造方法的实现是由 AbstractStringBuilder 完成, 而 StringBuilder 继承了 AbstractStringBuilder

九、建造者模式的注意事项和细节

• 客户端(使用程序)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，因此在这种情况下，要考虑是否选择建造者模式.
• 抽象工厂模式 VS 建造者模式
  抽象工厂模式实现对产品家族的创建，一个产品家族是这样的一系列产品：具有不同分类维度的产品组合，采用抽象工厂模式不需要关心构建过程，只关心什么产品由什么工厂生产即可。而建造者模式则是要求按照指定的蓝图建造产品，它的主要目的是通过组装零配件而产生一个新产品