Java設計模式之（三）——建造者模式

1、什么是建造者模式

Separate the construction of a complex object from its representation so that the same construction process can create different representations.

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。

說人話：將構造復雜對象的過程和組成對象的部件解耦。就像攢電腦一樣，不管什么品牌的配件，只要兼
容就可以裝上；同樣，一樣的配件，可以有好多組裝的方式。更直接點就是同一個類，通過內部不同屬性狀態構造不同的對象。

2、建造者模式定義

在建造者模式中，有 4 個定義：

①、Product(產品類) :我們具體需要生成的類對象

②、Builder(抽象建造者類)：為我們需要生成的類對象，構建不同的模塊屬性，即：公開構建產品類的屬性，隱藏產品類的其他功能。

③、ConcreteBuilder(具體建造者類)：實現抽象類定義的所有方法，並返回一個組建好的對象。

④、Director(導演類)：確定構建我們的類對象具體有哪些模塊屬性，在實際應用中可以不需要這個角色，直接通過client處理。

3、實例

比如我們去買車，一般同一輛車會有多個版本，根據配置不一樣，分為經典版、舒適版、豪華版等，比如經典版是手動擋手動座椅，舒適版是自動擋全景天窗等。

public class Car {
    // 車名稱
    private String name;
    // 自動擋
    private String automaticCatch;
    // 手動擋
    private String manualTransmission;
    // 全景天窗
    private String panoramicSunroof;
    // 自動座椅
    private String automaticSeat;
    // 手動座椅
    private String manualSeat;
    // 倒車影像
    private String reversingImage;

    //省略get/set方法
}

3.1 普通實現

public class GeneralTest {
    public Car getCarInstance(String carName){
        Car car = new Car();
        if("經典版".equals(carName)){
            car.setName("經典版");
            car.setManualTransmission("手動擋");
        }else if("舒適版".equals(carName)){
            car.setName("舒適版");
            car.setAutomaticCatch("自動擋");
            car.setManualSeat("手動座椅");
        }else if("豪華版".equals(carName)){
            car.setName("豪華版");
            car.setAutomaticCatch("自動擋");
            car.setAutomaticSeat("自動座椅");
            car.setReversingImage("倒車影像");
            car.setPanoramicSunroof("全景天窗");
        }else{
            throw new IllegalArgumentException("carName is error: carName="+carName);
        }
        return car;
    }
}

注意，並不是說高版本汽車一定具有低版本所有配置，比如舒適版配置是手動座椅，豪華版是自動座椅，而且不同版本之間配置有交叉。

從上面可以看出，根據汽車類型，我們可以創建相應配置的汽車，但其實汽車的配置是有很多的，種類一旦多了，上面的代碼就會顯得很臃腫，也不好維護，於是我們用建造者模式來重構。

3.2 建造者模式實現

①、創建抽象建造者類

public abstract class CarBuilder {

    public abstract Car buildClassic();

    public abstract Car buildComfortable();

    public abstract Car buildLuxury();

}

②、創建具體建造者類。對抽象建造者類的抽象方法進行實現賦值，達到我們所需要的結果。

public class CarConcreteBuilder extends CarBuilder{

    @Override
    public Car buildClassic() {
        Car car = new Car();
        car.setName("經典版");
        car.setManualTransmission("手動擋");
        return car;
    }

    @Override
    public Car buildComfortable() {
        Car car = new Car();
        car.setName("舒適版");
        car.setAutomaticCatch("自動擋");
        car.setManualSeat("手動座椅");
        return car;
    }

    @Override
    public Car buildLuxury() {
        Car car = new Car();
        car.setName("豪華版");
        car.setAutomaticCatch("自動擋");
        car.setAutomaticSeat("自動座椅");
        car.setReversingImage("倒車影像");
        car.setPanoramicSunroof("全景天窗");
        return car;
    }
}

③、創建我們的導演類，指導我們怎么去創建對象

public class CarDirector {
    private CarBuilder carBuilder;

    public CarDirector(CarBuilder carBuilder){
        this.carBuilder = carBuilder;
    }

    public Car classicConstruct(){
        return carBuilder.buildClassic();
    }

    public Car comfortableConstruct(){
        return carBuilder.buildComfortable();
    }

    public Car luxuryConstruct(){
        return carBuilder.buildLuxury();
    }
}

④、測試

public class BuilderTest {
    public static void main(String[] args) {
        CarBuilder carBuilder = new CarConcreteBuilder();
        CarDirector carDirector = new CarDirector(carBuilder);
        Car classicCar = carDirector.classicConstruct();
        System.out.println(classicCar);
        Car comfortableCar = carDirector.comfortableConstruct();
        System.out.println(comfortableCar);
    }
}

另外，對於不同配置之間有互斥關系，比如有了手動擋，就不可能有自動擋，屬性之間的關系我們也可以在具體建造者類 CarConcreteBuilder 進行設置。

4、與工廠模式區別

前面我們介紹工廠模式時說了由工廠類來負責創建對象，而建造者模式也是讓具體建造者類負責創建對象，那這兩者有什么區別呢？

實際上工廠模式是用來創建不同但是相關類型的對象（繼承同一父類或者接口的一組子類），由給定的參數來決定創建哪種類型的對象。而建造者模式是用來創建一種類型的復雜對象，通過設置不同的可選參數，“定制化”地創建不同的對象。

有這樣一個例子可以形象的解釋：

顧客走進一家餐館點餐，我們利用工廠模式，根據用戶不同的選擇，來制作不同的食物，比如披薩、漢堡、沙拉。對於披薩來說，用戶又有各種配料可以定制，比如奶酪、西紅柿、起司，我們通過建造者模式根據用戶選擇的不同配料來制作披薩。

5、建造者模式優點

①、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， 如例子中我們就不需要關心每一種版本汽車內部是如何實現的， 產生的對象類型就是Car。

②、建造者獨立，容易擴展

其實對於上面例子中的 CarConcreteBuilder 類，有三個方法，分別構造經典版、舒適版、豪華版汽車，每個方法內部是不受影響的，或者我們還可以直接把這一個類拆成三個類。

③、便於控制細節風險

由於具體每個建造者過程是獨立的，因此可以對過程更加細化，而不會對其它模塊產生影響。

6、建造者模式使用場景

①、相同的方法， 不同的執行順序， 產生不同的事件結果時， 可以采用建造者模式。

②、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， 則可以使用該模式。

③、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。