7.设计模式-建造者模式

零落成泥碾作尘，只有香如故。

——陆游《卜算子》

## 设计模式-建造者模式

1. 通过案例引入建造者模式

盖房项目需求

需要建房子：我们简化这一过程为打桩、砌墙、封顶。

房子有各种各样的，比如普通房，高楼，各种房子的过程虽然一样，但是要求不要相同的。

传统方式解决盖房需求

`AbstractHouse`

/**
 * @Date 2020/6/14 10:51
 * @Version 10.21
 * @Author DuanChaojie
 */
public abstract class AbstractHouse {

    // 打地基
    public abstract void buildBasic();

    // 砌墙
    public abstract void buildWalls();

    // 封顶
    public abstract void roofed();

    public void build(){
        buildBasic();
        buildWalls();
        roofed();
    }

}

`CommonHouse`

public class CommonHouse extends AbstractHouse {
    @Override
    public void buildBasic() {
        System.out.println("普通房子打地基");
    }

    @Override
    public void buildWalls() {
        System.out.println("普通房子砌墙");
    }
    @Override
    public void roofed() {
        System.out.println("普通房子封顶");
    }
}

`Client`

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        /**
         * 普通房子打地基
         * 普通房子砌墙
         * 普通房子封顶
         */
        CommonHouse commonHouse = new CommonHouse();
        commonHouse.build();
    }
}

传统方式的问题分析

优点：比较好理解，简单易操作。

缺点：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(房子) 和 创建产品的过程(建房子流程) 封装在一起，耦合性增强了。

2. 建造者模式改进

将产品和产品建造过程解耦

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。

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

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。

建造者模式创建房子

House产品类

/**
 * @Date 2020/6/14 10:59
 * @Version 10.21
 * @Author DuanChaojie
 */
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;
    }
}

`HouseBuilder`抽象建造者

/**
 * @Date 2020/6/14 11:01
 * @Version 10.21
 * @Author DuanChaojie
 */
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;
    }
}

`CommonHouse`具体的建造者

/**
 * @Date 2020/6/14 10:53
 * @Version 10.21
 * @Author DuanChaojie
 */
public class CommonHouse extends HouseBuilder {
    @Override
    public void buildBasic() {
        System.out.println("普通房子打地基");
    }

    @Override
    public void buildWalls() {
        System.out.println("普通房子砌墙");
    }
    @Override
    public void roofed() {
        System.out.println("普通房子封顶");
    }
}

`HouseDirector`指挥者

// 指挥者，这里去指定制作流程，返回产品
public class HouseDirector {

    HouseBuilder houseBuilder = null;

    // 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();
    }

}

测试

/**
 * @Date 2020/6/14 10:55
 * @Version 10.21
 * @Author DuanChaojie
 */
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（这里也可以通过setter注入）
        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");
    }
}

3. 建造者模式在 JDK 的应用和源码分析

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


/**
 * @Date 2020/6/14 12:03
 * @Version 10.21
 * @Author DuanChaojie
 */
public class TestStringBuilder {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder("hello mm");
        System.out.println("stringBuilder = " + stringBuilder);
    }
}


public final class StringBuilder
    extends AbstractStringBuilder
    implements java.io.Serializable, CharSequence
{
    // .....
}

// 建造者
abstract class AbstractStringBuilder implements Appendable, CharSequence {
}

// 抽象建造者
public interface Appendable {

    Appendable append(CharSequence csq) throws IOException;

    Appendable append(CharSequence csq, int start, int end) throws IOException;

    Appendable append(char c) throws IOException;
}

4. 建造者模式的细节

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。

1. 通过案例引入建造者模式

盖房项目需求

传统方式解决盖房需求

AbstractHouse

CommonHouse

Client

传统方式的问题分析

2. 建造者模式改进

建造者模式的四个角色☆

建造者模式创建房子

House产品类

HouseBuilder抽象建造者

CommonHouse具体的建造者

HouseDirector指挥者

测试

3. 建造者模式在 JDK 的应用和源码分析

4. 建造者模式的细节

抽象工厂模式 VS 建造者模式

☆

`AbstractHouse`

`CommonHouse`

`Client`

`HouseBuilder`抽象建造者

`CommonHouse`具体的建造者

`HouseDirector`指挥者