建造者模式｜设计模式笔记 08

建造者模式(Builder Pattern)：又称为生成器模式，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。
建造者模式是一种对象创建型模式。

在建造者模式结构图中包含如下几个角色

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，在该接口中一般声明两类方法，一类方法是buildPartX()，它们用于创建复杂对象的各个部件；另一类方法是getResult()，它们用于返回复杂对象。Builder既可以是抽象类，也可以是接口。
ConcreteBuilder（具体建造者）：它实现了Builder接口，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，也可以提供一个方法返回创建好的复杂产品对象。
Product（产品角色）：它是被构建的复杂对象，包含多个组成部件，具体建造者创建该产品的内部表示并定义它的装配过程。
Director（指挥者）：指挥者又称为导演类，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。客户端一般只需要与指挥者进行交互，在客户端确定具体建造者的类型，并实例化具体建造者对象（也可以通过配置文件和反射机制），然后通过指挥者类的构造函数或者Setter方法将该对象传入指挥者类中。

实现

对象

@Data
public class Computer {
    private String cpu;
    private String mainBoard;
    private String hardDisk;
    private String memory;
    private String displayCard;
    private String power;
    private String mouse;
    private String keyboard;
}

抽象Builder

public abstract class ComputerBuilder {

    protected Computer computer = new Computer();

    public abstract ComputerBuilder buildCpu();

    public abstract ComputerBuilder buildMainBoard();

    public abstract ComputerBuilder buildHardDisk();

    public abstract ComputerBuilder buildMemory();

    public abstract ComputerBuilder buildDisplayCard();

    public abstract ComputerBuilder buildPower();

    public abstract ComputerBuilder buildMouse();

    public abstract ComputerBuilder buildKeyboard();

    public Computer build() {
        return computer;
    }
}

Builder实现类

//dell
public class DellComputerBuilder extends ComputerBuilder {
    @Override
    public ComputerBuilder buildCpu() {
        this.computer.setCpu("i7");
        return this;
    }

    @Override
    public ComputerBuilder buildMainBoard() {
        this.computer.setMainBoard("aoc");
        return this;
    }

    @Override
    public ComputerBuilder buildHardDisk() {
        this.computer.setHardDisk("ssd");
        return this;
    }

    @Override
    public ComputerBuilder buildMemory() {
        this.computer.setMemory("16g");
        return this;
    }


    @Override
    public ComputerBuilder buildDisplayCard() {
        this.computer.setDisplayCard("3070Ti");
        return this;
    }

    @Override
    public ComputerBuilder buildPower() {
        this.computer.setPower("500w");
        return this;
    }

    @Override
    public ComputerBuilder buildMouse() {
        this.computer.setMouse("403");
        return this;
    }

    @Override
    public ComputerBuilder buildKeyboard() {
        this.computer.setKeyboard("75");
        return this;
    }
}

//apple
public class AppleComputerBuilder extends ComputerBuilder {
    @Override
    public ComputerBuilder buildCpu() {
        this.computer.setCpu("m1");
        return this;
    }

    @Override
    public ComputerBuilder buildMainBoard() {
        this.computer.setMainBoard("apple");
        return this;
    }

    @Override
    public ComputerBuilder buildHardDisk() {
        this.computer.setHardDisk("ssd");
        return this;
    }

    @Override
    public ComputerBuilder buildMemory() {
        this.computer.setMemory("16g");
        return this;
    }

    @Override
    public ComputerBuilder buildDisplayCard() {
        this.computer.setDisplayCard("3090Ti");
        return this;
    }

    @Override
    public ComputerBuilder buildPower() {
        this.computer.setPower("650W");
        return this;
    }

    @Override
    public ComputerBuilder buildMouse() {
        this.computer.setMouse("apple");
        return this;
    }

    @Override
    public ComputerBuilder buildKeyboard() {
        this.computer.setKeyboard("apple");
        return this;
    }
}

测试

public static void main(String[] args) {
    Computer dellComputer = new DellComputerBuilder()
            .buildCpu()
            .buildMainBoard()
            .buildDisplayCard()
            .buildMemory()
            .buildPower()
            .buildMouse()
            .buildKeyboard()
            .buildHardDisk()
            .build();
    System.out.println("dellComputer = " + dellComputer);
    Computer appleComputer = new AppleComputerBuilder()
            .buildCpu()
            .buildHardDisk()
            .buildMemory()
            .buildDisplayCard()
            .buildMainBoard()
            .buildKeyboard()
            .buildMouse()
            .buildPower()
            .build();
    System.out.println("appleComputer = " + appleComputer);
}

优缺点

优点

在建造者模式中，客户端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。由于指挥者类针对抽象建造者编程，增加新的具体建造者无须修改原有类库的代码，系统扩展方便，符合“开闭原则”
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。

缺点

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，例如很多组成部分都不相同，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，增加系统的理解难度和运行成本。

适用场景

(1) 需要生成的产品对象有复杂的内部结构，这些产品对象通常包含多个成员属性。

(2) 需要生成的产品对象的属性相互依赖，需要指定其生成顺序。

(3) 对象的创建过程独立于创建该对象的类。在建造者模式中通过引入了指挥者类，将创建过程封装在指挥者类中，而不在建造者类和客户类中。

(4) 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。

本文是《设计模式》系列学习笔记的第 8 篇，内容整理并改编自刘伟老师的设计模式系列博文，并加入了个人理解与代码实践。

.𝙃𝙤𝙬𝙚

在建造者模式结构图中包含如下几个角色

实现

优缺点

适用场景