https://github.com/simple-android-framework/android_design_patterns_analysis/tree/master/builder/mr.simple
1. 模式介紹
模式的定義
將一個復雜對象的構建與它的表示分離，使得同樣的構建過程可以創建不同的表示。
模式的使用場景
- 相同的方法，不同的執行順序，產生不同的事件結果時；
- 多個部件或零件，都可以裝配到一個對象中，但是產生的運行結果又不相同時；
- 產品類非常復雜，或者產品類中的調用順序不同產生了不同的效能，這個時候使用建造者模式非常合適；
2. UML類圖
角色介紹
- Product 產品類 : 產品的抽象類。
- Builder : 抽象類， 規范產品的組建，一般是由子類實現具體的組件過程。
- ConcreteBuilder : 具體的構建器.
- Director : 統一組裝過程(可省略)。
3. 模式的簡單實現
簡單實現的介紹
電腦的組裝過程較為復雜，步驟繁多，但是順序卻是不固定的。下面我們以組裝電腦為例來演示一下簡單且經典的builder模式。
實現源碼
package com.dp.example.builder; /** * Computer產品抽象類, 為了例子簡單, 只列出這幾個屬性 * * @author mrsimple * */ public abstract class Computer { protected int mCpuCore = 1; protected int mRamSize = 0; protected String mOs = "Dos"; protected Computer() { } // 設置CPU核心數 public abstract void setCPU(int core); // 設置內存 public abstract void setRAM(int gb); // 設置操作系統 public abstract void setOs(String os); @Override public String toString() { return "Computer [mCpuCore=" + mCpuCore + ", mRamSize=" + mRamSize + ", mOs=" + mOs + "]"; } } package com.dp.example.builder; /** * Apple電腦 */ public class AppleComputer extends Computer { protected AppleComputer() { } @Override public void setCPU(int core) { mCpuCore = core; } @Override public void setRAM(int gb) { mRamSize = gb; } @Override public void setOs(String os) { mOs = os; } }
package com.dp.example.builder; /** * builder抽象類 * */ public abstract class Builder { // 設置CPU核心數 public abstract void buildCPU(int core); // 設置內存 public abstract void buildRAM(int gb); // 設置操作系統 public abstract void buildOs(String os); // 創建Computer public abstract Computer create(); } package com.dp.example.builder; public class ApplePCBuilder extends Builder { private Computer mApplePc = new AppleComputer(); @Override public void buildCPU(int core) { mApplePc.setCPU(core); } @Override public void buildRAM(int gb) { mApplePc.setRAM(gb); } @Override public void buildOs(String os) { mApplePc.setOs(os); } @Override public Computer create() { return mApplePc; } } package com.dp.example.builder; public class Director { Builder mBuilder = null; /** * * @param builder */ public Director(Builder builder) { mBuilder = builder; } /** * 構建對象 * * @param cpu * @param ram * @param os */ public void construct(int cpu, int ram, String os) { mBuilder.buildCPU(cpu); mBuilder.buildRAM(ram); mBuilder.buildOs(os); } } /** * 經典實現較為繁瑣 * * @author mrsimple * */ public class Test { public static void main(String[] args) { // 構建器 Builder builder = new ApplePCBuilder(); // Director Director pcDirector = new Director(builder); // 封裝構建過程, 4核, 內存2GB, Mac系統 pcDirector.construct(4, 2, "Mac OS X 10.9.1"); // 構建電腦, 輸出相關信息 System.out.println("Computer Info : " + builder.create().toString()); } }
通過Builder來構建產品對象, 而Director封裝了構建復雜產品對象對象的過程，不對外隱藏構建細節。
Android源碼中的模式實現
在Android源碼中，我們最常用到的Builder模式就是AlertDialog.Builder， 使用該Builder來構建復雜的AlertDialog對象。簡單示例如下 :
//顯示基本的AlertDialog
private void showDialog(Context context) { AlertDialog.Builder builder = new AlertDialog.Builder(context); builder.setIcon(R.drawable.icon); builder.setTitle("Title"); builder.setMessage("Message"); builder.setPositiveButton("Button1", new DialogInterface.OnClickListener() { public void onClick(DialogInterface dialog, int whichButton) { setTitle("點擊了對話框上的Button1"); } }); builder.setNeutralButton("Button2", new DialogInterface.OnClickListener() { public void onClick(DialogInterface dialog, int whichButton) { setTitle("點擊了對話框上的Button2"); } }); builder.setNegativeButton("Button3", new DialogInterface.OnClickListener() { public void onClick(DialogInterface dialog, int whichButton) { setTitle("點擊了對話框上的Button3"); } }); builder.create().show(); // 構建AlertDialog， 並且顯示 }
結果 : 
下面我們看看AlertDialog的相關源碼 :
// AlertDialog
public class AlertDialog extends Dialog implements DialogInterface { // Controller, 接受Builder成員變量P中的各個參數 private AlertController mAlert; // 構造函數 protected AlertDialog(Context context, int theme) { this(context, theme, true); } // 4 : 構造AlertDialog AlertDialog(Context context, int theme, boolean createContextWrapper) { super(context, resolveDialogTheme(context, theme), createContextWrapper); mWindow.alwaysReadCloseOnTouchAttr(); mAlert = new AlertController(getContext(), this, getWindow()); } // 實際上調用的是mAlert的setTitle方法 @Override public void setTitle(CharSequence title) { super.setTitle(title); mAlert.setTitle(title); } // 實際上調用的是mAlert的setCustomTitle方法 public void setCustomTitle(View customTitleView) { mAlert.setCustomTitle(customTitleView); } public void setMessage(CharSequence message) { mAlert.setMessage(message); } // AlertDialog其他的代碼省略 // ************ Builder為AlertDialog的內部類 ******************* public static class Builder { // 1 : 存儲AlertDialog的各個參數, 例如title, message, icon等. private final AlertController.AlertParams P; // 屬性省略 /** * Constructor using a context for this builder and the {@link AlertDialog} it creates. */ public Builder(Context context) { this(context, resolveDialogTheme(context, 0)); } public Builder(Context context, int theme) { P = new AlertController.AlertParams(new ContextThemeWrapper( context, resolveDialogTheme(context, theme))); mTheme = theme; } // Builder的其他代碼省略 ...... // 2 : 設置各種參數 public Builder setTitle(CharSequence title) { P.mTitle = title; return this; } public Builder setMessage(CharSequence message) { P.mMessage = message; return this; } public Builder setIcon(int iconId) { P.mIconId = iconId; return this; } public Builder setPositiveButton(CharSequence text, final OnClickListener listener) { P.mPositiveButtonText = text; P.mPositiveButtonListener = listener; return this; } public Builder setView(View view) { P.mView = view; P.mViewSpacingSpecified = false; return this; } // 3 : 構建AlertDialog, 傳遞參數 public AlertDialog create() { // 調用new AlertDialog構造對象， 並且將參數傳遞個體AlertDialog final AlertDialog dialog = new AlertDialog(P.mContext, mTheme, false); // 5 : 將P中的參數應用的dialog中的mAlert對象中 P.apply(dialog.mAlert); dialog.setCancelable(P.mCancelable); if (P.mCancelable) { dialog.setCanceledOnTouchOutside(true); } dialog.setOnCancelListener(P.mOnCancelListener); if (P.mOnKeyListener != null) { dialog.setOnKeyListener(P.mOnKeyListener); } return dialog; } } }
可以看到，通過Builder來設置AlertDialog中的title, message, button等參數， 這些參數都存儲在類型為AlertController.AlertParams的成員變量P中，AlertController.AlertParams中包含了與之對應的成員變量。在調用Builder類的create函數時才創建AlertDialog, 並且將Builder成員變量P中保存的參數應用到AlertDialog的mAlert對象中，即P.apply(dialog.mAlert)代碼段。我們看看apply函數的實現 :
public void apply(AlertController dialog) { if (mCustomTitleView != null) { dialog.setCustomTitle(mCustomTitleView); } else { if (mTitle != null) { dialog.setTitle(mTitle); } if (mIcon != null) { dialog.setIcon(mIcon); } if (mIconId >= 0) { dialog.setIcon(mIconId); } if (mIconAttrId > 0) { dialog.setIcon(dialog.getIconAttributeResId(mIconAttrId)); } } if (mMessage != null) { dialog.setMessage(mMessage); } if (mPositiveButtonText != null) { dialog.setButton(DialogInterface.BUTTON_POSITIVE, mPositiveButtonText, mPositiveButtonListener, null); } if (mNegativeButtonText != null) { dialog.setButton(DialogInterface.BUTTON_NEGATIVE, mNegativeButtonText, mNegativeButtonListener, null); } if (mNeutralButtonText != null) { dialog.setButton(DialogInterface.BUTTON_NEUTRAL, mNeutralButtonText, mNeutralButtonListener, null); } if (mForceInverseBackground) { dialog.setInverseBackgroundForced(true); } // For a list, the client can either supply an array of items or an // adapter or a cursor if ((mItems != null) || (mCursor != null) || (mAdapter != null)) { createListView(dialog); } if (mView != null) { if (mViewSpacingSpecified) { dialog.setView(mView, mViewSpacingLeft, mViewSpacingTop, mViewSpacingRight, mViewSpacingBottom); } else { dialog.setView(mView); } } }
實際上就是把P中的參數挨個的設置到AlertController中， 也就是AlertDialog中的mAlert對象。從AlertDialog的各個setter方法中我們也可以看到，實際上也都是調用了mAlert對應的setter方法。在這里，Builder同時扮演了上文中提到的builder、ConcreteBuilder、Director的角色，簡化了Builder模式的設計。
4. 雜談
優點與缺點
優點
- 良好的封裝性， 使用建造者模式可以使客戶端不必知道產品內部組成的細節；
- 建造者獨立，容易擴展；
- 在對象創建過程中會使用到系統中的一些其它對象，這些對象在產品對象的創建過程中不易得到。
缺點
- 會產生多余的Builder對象以及Director對象，消耗內存；
- 對象的構建過程暴露。