【設計模式】- 生成器模式(Builder)

生成器模式

建造者模式、Builder

生成器模式 也叫建造者模式，可以理解成可以分步驟創建一個復雜的對象。在該模式中允許你使用相同的創建代碼生成不同類型和形式的對象。

生成器的結構模式

1. 生成器（Builder）接口聲明在所有類型生成器中通用的產品構造的步驟
2. 具體的生成器（ConcreteBuilders）提供構造過程的不同實現。 具體生成器也可以構造不遵循通用接口的產品。
3. 產品 （Products） 是最終生成的對象。 由不同生成器構造的產品無需屬於同一類層次結構或接口。
4. 主管 （Director） 類定義調用構造步驟的順序， 這樣你就可以創建和復用特定的產品配置。
5. 客戶端 （Client） 必須將某個生成器對象與主管類關聯。 一般情況下， 你只需通過主管類構造函數的參數進行一次性關聯即可。 此后主管類就能使用生成器對象完成后續所有的構造任務。 但在客戶端將生成器對象傳遞給主管類制造方法時還有另一種方式。 在這種情況下， 你在使用主管類生產產品時每次都可以使用不同的生成器。

案例分析

下面我們將結合一輛汽車的制造過程來模擬一個構建構成。針對汽車這種非常復雜的機械結構，我們需要將汽車各個零部件的組裝過程抽取到不同的代碼中，最終組成一個完成的產品。下面我們將簡化這個過程，模擬一輛汽車的車型產品，命名，顏色噴漆，產品定價等信息。

核心類解釋

• 抽象出一個汽車產品Car。
• 定義Builder接口，規定Car的構建步驟和過程。
• CarBuilder實現類。
• CarDirectror統一構建過程。

代碼實現

Car.class

public class Car {
    /**
     * 車型 SUV MVP 轎車等
     */
    private String type;
    /**
     * 汽車顏色
     */
    private String color;
    /**
     * 奧迪 啥的
     */
    private String name;
    /**
     * 售價
     */
    private BigDecimal price;

    public String getType() {
        return type;
    }

    public void setType(String type) {
        this.type = type;
    }

    public String getColor() {
        return color;
    }

    public void setColor(String color) {
        this.color = color;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public BigDecimal getPrice() {
        return price;
    }

    public void setPrice(BigDecimal price) {
        this.price = price;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Car{" +
                "type='" + type + '\'' +
                ", color='" + color + '\'' +
                ", name='" + name + '\'' +
                ", price=" + price +
                '}';
    }
}

Builder.class

public interface Builder {
    /**
     * 定義車型
     * @param type
     * @return
     */
    Builder buildType(String type);

    /**
     * 定義產品名稱
     * @param name
     * @return
     */
    Builder buildName(String name);

    /**
     * 確定顏色噴漆
     * @param color
     * @return
     */
    Builder buildColor(String color);

    /**
     * 定價
     * @param bigDecimal
     * @return
     */
    Builder buildPrice(BigDecimal bigDecimal);

    /**
     * 返回
     * @return
     */
    Car build();
}

CarBuilder.class

public class CarBuilder implements Builder{
    private final Car car = new Car();

    @Override
    public Builder buildColor(String color) {
        car.setColor(color);
        return this;
    }

    @Override
    public Builder buildType(String type) {
        car.setType(type);
        return this;
    }

    @Override
    public Builder buildName(String name) {
        car.setName(name);
        return this;
    }

    @Override
    public Builder buildPrice(BigDecimal bigDecimal) {
        car.setPrice(bigDecimal);
        return this;
    }

    @Override
    public Car build() {
        return car;
    }
}

這里的處理方式只是做解釋，其實還是可以進一步抽象CarBuilder到具體車型的Builder，並在次基礎上添加一些驗證的功能

CarDirector.class

public class CarDirector {

    public void mpvCarBuilder(Builder builder){
        builder.buildName("奧迪");
        builder.buildType("mpv");
        builder.buildColor("red");
        builder.buildPrice(new BigDecimal("400000.00"));
    }

    public void suvCarBuilder(Builder builder){
        builder.buildName("奧迪");
        builder.buildType("suv");
        builder.buildColor("black");
        builder.buildPrice(new BigDecimal("300000.00"));
    }
}

Client.class

public class Client {
    @Test
    public void builderMvp(){
        CarDirector carDirector = new CarDirector();
        Builder builder = new CarBuilder();
        carDirector.mpvCarBuilder(builder);
        System.out.println(builder.build().toString());
    }

    @Test
    public void buildSuv(){
        CarDirector carDirector = new CarDirector();
        Builder builder = new CarBuilder();
        carDirector.suvCarBuilder(builder);
        System.out.println(builder.build().toString());
    }
}

總結

在日常開發中我們能經常用到Builder設計模式，最常見的就是核心程序中的StringBuilder了，在開源框架中我們也經常能夠看到，例如Mybatis中的SqlSourceBuilder、XMLConfigBuilder等等信息

為了靈活構造復雜對象，該對象會有多個成員變量，在外部調用的時候，不需要或者不方便一次性創建出所有的成員變量，在這種情況下，使用多個構造方法去構建對象，很難維護，這時候Builder設計模式解決這個問題，進行buid()方法中創建對象，並且將builder傳入，該builder中，維護了傳入對象的成員變量。