設計模式之建造者模式（Bulider模式）詳解及代碼示例

一、建造者模式的定義與特點

　　建造者（Builder）模式的定義：指將一個復雜對象的構造與它的表示分離，使同樣的構建過程可以創建不同的表示，這樣的設計模式被稱為建造者模式。建造者模式屬於創建型設計模式，它是將一個復雜的對象分解為多個簡單的對象，使用多個簡單的對象一步一步構建成一個復雜的對象。它將變與不變相分離，即產品的組成部分是不變的，但每一部分是可以靈活選擇的。

　　該模式的主要優點如下：

• 各個具體的建造者相互獨立，有利於系統的擴展。
• 客戶端不必知道產品內部組成的細節，便於控制細節風險。

　　其缺點如下：

• 產品的組成部分必須相同，這限制了其使用范圍。
• 如果產品的內部變化復雜，該模式會增加很多的建造者類。

　　建造者（Builder）模式和工廠模式的關注點不同：建造者模式注重零部件的組裝過程，而工廠方法模式更注重零部件的創建過程，但兩者可以結合使用。

二、創建者模式的結構與實現

　　建造者（Builder）模式由產品、抽象建造者、具體建造者、指揮者等 4 個要素構成，現在我們來分析其基本結構和實現方法。

　　1. 模式的結構

　　建造者（Builder）模式的主要角色如下。

• 產品角色（Product）：它是包含多個組成部件的復雜對象，由具體建造者來創建其各個滅部件。
• 抽象建造者（Builder）：它是一個包含創建產品各個子部件的抽象方法的接口，通常還包含一個返回復雜產品的方法 getResult()。
• 具體建造者(Concrete Builder）：實現 Builder 接口，完成復雜產品的各個部件的具體創建方法。
• 指揮者（Director）：它調用建造者對象中的部件構造與裝配方法完成復雜對象的創建，在指揮者中不涉及具體產品的信息。

　　代碼如下：

　　產品類，包含多個組成部件的復雜對象A、B、C：

class Product
{
    private String partA;
    private String partB;
    private String partC;
    public void setPartA(String partA)
    {
        this.partA=partA;
    }
    public void setPartB(String partB)
    {
        this.partB=partB;
    }
    public void setPartC(String partC)
    {
        this.partC=partC;
    }
    public void show()
    {
        //顯示產品的特性
    }
}

　　抽象建造者：包含創建產品各個子部件的抽象方法。

abstract class Builder
{
    //創建產品對象
    protected Product product=new Product();
    public abstract void buildPartA();
    public abstract void buildPartB();
    public abstract void buildPartC();
    //返回產品對象
    public Product getResult()
    {
        return product;
    }
}

　　具體建造者：實現了抽象建造者接口。

public class ConcreteBuilder extends Builder
{
    public void buildPartA()
    {
        product.setPartA("建造 PartA");
    }
    public void buildPartB()
    {
        product.setPartA("建造 PartB");
    }
    public void buildPartC()
    {
        product.setPartA("建造 PartC");
    }
}

　　指揮者：調用建造者中的方法完成復雜對象的創建。

class Director
{
    private Builder builder;
    public Director(Builder builder)
    {
        this.builder=builder;
    }
    //產品構建與組裝方法
    public Product construct()
    {
        builder.buildPartA();
        builder.buildPartB();
        builder.buildPartC();
        return builder.getResult();
    }
}

　　客戶類：

public class Client
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Builder builder=new ConcreteBuilder(); Director director=new Director(builder); Product product=director.construct();
        product.show();
    }
}

三、模式的應用場景

　　建造者（Builder）模式創建的是復雜對象，其產品的各個部分經常面臨着劇烈的變化，但將它們組合在一起的算法卻相對穩定，所以它通常在以下場合使用。

• 創建的對象較復雜，由多個部件構成，各部件面臨着復雜的變化，但構件間的建造順序是穩定的。
• 創建復雜對象的算法獨立於該對象的組成部分以及它們的裝配方式，即產品的構建過程和最終的表示是獨立的。

四、模式的擴展

　　建造者（Builder）模式在應用過程中可以根據需要改變，如果創建的產品種類只有一種，只需要一個具體建造者，這時可以省略掉抽象建造者，甚至可以省略掉指揮者角色。如組合一門課程：

public class Course {

    private String courseName;
    private String coursePPT;
    private String courseVideo;
    private String courseArticle;



    public Course(CourseBuilder courseBuilder) {
        this.courseName = courseBuilder.courseName;
        this.coursePPT = courseBuilder.coursePPT;
        this.courseVideo = courseBuilder.courseVideo;
        this.courseArticle = courseBuilder.courseArticle;

    }


    @Override
    public String toString() {
        return "Course{" +
                "courseName='" + courseName + '\'' +
                ", coursePPT='" + coursePPT + '\'' +
                ", courseVideo='" + courseVideo + '\'' +
                ", courseArticle='" + courseArticle + '\'' +
                '}';
    }

    public static class CourseBuilder{
        private String courseName;
        private String coursePPT;
        private String courseVideo;
        private String courseArticle;


        public CourseBuilder buildCourseName(String courseName){
            this.courseName = courseName;
            return this;
        }


        public CourseBuilder buildCoursePPT(String coursePPT) {
            this.coursePPT = coursePPT;
            return this;
        }

        public CourseBuilder buildCourseVideo(String courseVideo) {
            this.courseVideo = courseVideo;
            return this;
        }

        public CourseBuilder buildCourseArticle(String courseArticle) {
            this.courseArticle = courseArticle;
            return this;
        }

        public Course build(){
            return new Course(this);
        }

    }
}

　　使用方式：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Course course = new Course.CourseBuilder()
                .buildCourseName("Java設計模式")
                .buildCoursePPT("Java設計模式PPT")
                .buildCourseVideo("Java設計模式視頻")
                .buildCourseArticle("Java設計模式論文").build();

        System.out.println(course);
    }
}