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 lvzb.software@qq.com
*
*/
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 lvzb.software@qq.com
*
*/
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 lvzb.software@qq.com
*
*/
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 lvzb.software@qq.com
*
*/
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”。