Java设计模式之（三）——建造者模式

1、什么是建造者模式

Separate the construction of a complex object from its representation so that the same construction process can create different representations.

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。

说人话：将构造复杂对象的过程和组成对象的部件解耦。就像攒电脑一样，不管什么品牌的配件，只要兼
容就可以装上；同样，一样的配件，可以有好多组装的方式。更直接点就是同一个类，通过内部不同属性状态构造不同的对象。

2、建造者模式定义

在建造者模式中，有 4 个定义：

①、Product(产品类) :我们具体需要生成的类对象

②、Builder(抽象建造者类)：为我们需要生成的类对象，构建不同的模块属性，即：公开构建产品类的属性，隐藏产品类的其他功能。

③、ConcreteBuilder(具体建造者类)：实现抽象类定义的所有方法，并返回一个组建好的对象。

④、Director(导演类)：确定构建我们的类对象具体有哪些模块属性，在实际应用中可以不需要这个角色，直接通过client处理。

3、实例

比如我们去买车，一般同一辆车会有多个版本，根据配置不一样，分为经典版、舒适版、豪华版等，比如经典版是手动挡手动座椅，舒适版是自动挡全景天窗等。

public class Car {
    // 车名称
    private String name;
    // 自动挡
    private String automaticCatch;
    // 手动挡
    private String manualTransmission;
    // 全景天窗
    private String panoramicSunroof;
    // 自动座椅
    private String automaticSeat;
    // 手动座椅
    private String manualSeat;
    // 倒车影像
    private String reversingImage;

    //省略get/set方法
}

3.1 普通实现

public class GeneralTest {
    public Car getCarInstance(String carName){
        Car car = new Car();
        if("经典版".equals(carName)){
            car.setName("经典版");
            car.setManualTransmission("手动挡");
        }else if("舒适版".equals(carName)){
            car.setName("舒适版");
            car.setAutomaticCatch("自动挡");
            car.setManualSeat("手动座椅");
        }else if("豪华版".equals(carName)){
            car.setName("豪华版");
            car.setAutomaticCatch("自动挡");
            car.setAutomaticSeat("自动座椅");
            car.setReversingImage("倒车影像");
            car.setPanoramicSunroof("全景天窗");
        }else{
            throw new IllegalArgumentException("carName is error: carName="+carName);
        }
        return car;
    }
}

注意，并不是说高版本汽车一定具有低版本所有配置，比如舒适版配置是手动座椅，豪华版是自动座椅，而且不同版本之间配置有交叉。

从上面可以看出，根据汽车类型，我们可以创建相应配置的汽车，但其实汽车的配置是有很多的，种类一旦多了，上面的代码就会显得很臃肿，也不好维护，于是我们用建造者模式来重构。

3.2 建造者模式实现

①、创建抽象建造者类

public abstract class CarBuilder {

    public abstract Car buildClassic();

    public abstract Car buildComfortable();

    public abstract Car buildLuxury();

}

②、创建具体建造者类。对抽象建造者类的抽象方法进行实现赋值，达到我们所需要的结果。

public class CarConcreteBuilder extends CarBuilder{

    @Override
    public Car buildClassic() {
        Car car = new Car();
        car.setName("经典版");
        car.setManualTransmission("手动挡");
        return car;
    }

    @Override
    public Car buildComfortable() {
        Car car = new Car();
        car.setName("舒适版");
        car.setAutomaticCatch("自动挡");
        car.setManualSeat("手动座椅");
        return car;
    }

    @Override
    public Car buildLuxury() {
        Car car = new Car();
        car.setName("豪华版");
        car.setAutomaticCatch("自动挡");
        car.setAutomaticSeat("自动座椅");
        car.setReversingImage("倒车影像");
        car.setPanoramicSunroof("全景天窗");
        return car;
    }
}

③、创建我们的导演类，指导我们怎么去创建对象

public class CarDirector {
    private CarBuilder carBuilder;

    public CarDirector(CarBuilder carBuilder){
        this.carBuilder = carBuilder;
    }

    public Car classicConstruct(){
        return carBuilder.buildClassic();
    }

    public Car comfortableConstruct(){
        return carBuilder.buildComfortable();
    }

    public Car luxuryConstruct(){
        return carBuilder.buildLuxury();
    }
}

④、测试

public class BuilderTest {
    public static void main(String[] args) {
        CarBuilder carBuilder = new CarConcreteBuilder();
        CarDirector carDirector = new CarDirector(carBuilder);
        Car classicCar = carDirector.classicConstruct();
        System.out.println(classicCar);
        Car comfortableCar = carDirector.comfortableConstruct();
        System.out.println(comfortableCar);
    }
}

另外，对于不同配置之间有互斥关系，比如有了手动挡，就不可能有自动挡，属性之间的关系我们也可以在具体建造者类 CarConcreteBuilder 进行设置。

4、与工厂模式区别

前面我们介绍工厂模式时说了由工厂类来负责创建对象，而建造者模式也是让具体建造者类负责创建对象，那这两者有什么区别呢？

实际上工厂模式是用来创建不同但是相关类型的对象（继承同一父类或者接口的一组子类），由给定的参数来决定创建哪种类型的对象。而建造者模式是用来创建一种类型的复杂对象，通过设置不同的可选参数，“定制化”地创建不同的对象。

有这样一个例子可以形象的解释：

顾客走进一家餐馆点餐，我们利用工厂模式，根据用户不同的选择，来制作不同的食物，比如披萨、汉堡、沙拉。对于披萨来说，用户又有各种配料可以定制，比如奶酪、西红柿、起司，我们通过建造者模式根据用户选择的不同配料来制作披萨。

5、建造者模式优点

①、封装性

使用建造者模式可以使客户端不必知道产品内部组成的细节， 如例子中我们就不需要关心每一种版本汽车内部是如何实现的， 产生的对象类型就是Car。

②、建造者独立，容易扩展

其实对于上面例子中的 CarConcreteBuilder 类，有三个方法，分别构造经典版、舒适版、豪华版汽车，每个方法内部是不受影响的，或者我们还可以直接把这一个类拆成三个类。

③、便于控制细节风险

由于具体每个建造者过程是独立的，因此可以对过程更加细化，而不会对其它模块产生影响。

6、建造者模式使用场景

①、相同的方法， 不同的执行顺序， 产生不同的事件结果时， 可以采用建造者模式。

②、多个部件或零件， 都可以装配到一个对象中， 但是产生的运行结果又不相同时， 则可以使用该模式。

③、产品类非常复杂， 或者产品类中的调用顺序不同产生了不同的效能， 这个时候使用建造者模式非常合适。