2. 技术
    3. 建造者模式

    建造者模式

    技术2022-07-11  84

    建造者模式

    1. 简介2. 建造者模式介绍2.1 定义2.2 建造者模式的优点2.3 建造者模式的缺点2.4 抽象工厂模式 VS 建造者模式2.5 模式结构2.5.1 UML结构图2.5.2 建造者模式主要包含四个角色 3. 建造者模式分析4. 实例：KFC套餐4.1 Product（产品角色）4.2 Builder（抽象建造者）4.3 ConcreteBuilder（具体建造者）4.4 Director（指挥者）4.5 测试类（客户端类）

    1. 简介

           无论是在现实世界中还是在软件系统中，都存在一些复杂的对象，它们拥有多个组成部分，如汽车，它包括车轮、方向盘、发送机等各种部件。而对于大多数用户而言，无须知道这些部件的装配细节，也几乎不会使用单独某个部件，而是使用一辆完整的汽车，可以通过建造者模式对其进行设计与描述，建造者模式可以将部件和其组装过程分开，一步一步创建一个复杂的对象。用户只需要指定复杂对象的类型就可以得到该对象，而无须知道其内部的具体构造细节。

    2. 建造者模式介绍

    2.1 定义

           建造者模式（Builder Pattern） 又名生成器模式，是一种对象构建模式。它可以将复杂对象的建造过程抽象出来（抽象类别），使这个抽象过程的不同实现方法可以构造出不同表现（属性）的对象。

           建造者模式是一步一步创建一个复杂的对象，它允许用户只通过指定复杂对象的类型和内容就可以构建它们，用户不需要知道内部的具体构建细节。

    2.2 建造者模式的优点

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

    2.3 建造者模式的缺点

    当产品之间差异性较大时，不建议使用该模式。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，则不适合使用建造者模式，因此其使用范围受到一定的限制。

    产品内部变化很复杂的情况，不建议使用该模式。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。

    2.4 抽象工厂模式 VS 建造者模式

           抽象工厂模式实现对产品家族的创建，一个产品家族是这样的一系列产品：具有不同分类维度的产品组合，采用抽象工厂模式不需要关心构建过程，只关心什么产品由什么工厂生产即可。而建造者模式则是要求按照指定的蓝图建造产品，它的主要目的是通过组装零配件而产生一个新产品。

    2.5 模式结构

    2.5.1 UML结构图

    2.5.2 建造者模式主要包含四个角色

    Product（产品角色）：一个具体的产品对象。Builder（抽象建造者）：创建一个Product对象的各个部件指定的抽象接口。ConcreteBuilder（具体建造者）：实现抽象接口，构建和装配各个部件。Director（指挥者）：构建一个使用Builder接口的对象。它主要是用于创建一个复杂的对象。它主要有两个作用，一是：隔离了客户与对象的生产过程，二是：负责控制产品对象的生产过程。

    3. 建造者模式分析

    一个典型的复杂对象其类代码示例如下： public class Product { private String partA; //可以是任意类型 private String partB; private String partC; //partA的Getter方法和Setter方法省略 //partB的Getter方法和Setter方法省略 //partC的Getter方法和Setter方法省略 } 抽象建造者类中定义了产品的创建方法和返回方法，其典型代码如下： public abstract class Builder{ protected Product product=new Product(); public abstract void buildPartA(); public abstract void buildPartB(); public abstract void buildPartC(); public Product getResult(){ return product; } } 具体建造者。实现抽象接口，构建和装配各个部件，实例代码如下： public class ConcreteBuilder extends Builder{ public void buildPartA(){ ... } public void buildPartB(){ ... } public void buildPartC(){ ... } } 指挥者类的代码示例如下：

           建造者模式的结构中还引入了一个指挥者类Director，该类的作用主要有两个：一方面它隔离了客户与生产过程；另一方面它负责控制产品的生成过程。指挥者针对抽象建造者编程，客户端只需要知道具体建造者的类型，即可通过指挥者类调用建造者的相关方法，返回一个完整的产品对象。

    public class Director{ private Builder builder; //1 构造方法的方式注入builder对象 public Director(Builder builder){ this.builder=builder; } //2 set方法注入builder对象 public void setBuilder(Builder builder){ this.builder=builer; } public Product construct(){ builder.buildPartA(); builder.buildPartB(); builder.buildPartC(); return builder.getResult(); } } 客户端类代码片段

           在客户端代码中，无须关心产品对象的具体组装过程，只需确定具体建造者的类型即可，建造者模式将复杂对象的构建与对象的表现分离开来，这样使得同样的构建过程可以创建出不同的表现。

    Builder builder = new ConcreteBuilder(); Director director = new Director(builder); Product product = director.construct();

    4. 实例：KFC套餐

           建造者模式可以用于描述KFC如何创建套餐：套餐是一个复杂对象，它一般包含主食（如汉堡、鸡肉卷等）和饮料（如果汁、可乐等）等组成部分，不同的套餐有不同的组成部分，而KFC的服务员可以根据顾客的要求，一步一步装配这些组成部分，构造一份完整的套餐，然后返回给顾客。

    4.1 Product（产品角色）

    public class Meal { private String food; private String drink; public String getFood() { return food; } public void setFood(String food) { this.food = food; } public String getDrink() { return drink; } public void setDrink(String drink) { this.drink = drink; } }

    4.2 Builder（抽象建造者）

           创建一个Product对象的各个部件指定的抽象接口。

    public abstract class MealBuilder { Meal meal = new Meal(); public abstract void buildFood(); public abstract void buildDrink(); public Meal getMeal(){ return meal; } }

    4.3 ConcreteBuilder（具体建造者）

           实现抽象接口，构建和装配各个部件。

           A套餐：

    public class MealA extends MealBuilder{ public void buildDrink() { meal.setDrink("可乐"); } public void buildFood() { meal.setFood("薯条"); } }

           B套餐：

    public class MealB extends MealBuilder{ public void buildDrink() { meal.setDrink("柠檬果汁"); } public void buildFood() { meal.setFood("鸡翅"); } }

    4.4 Director（指挥者）

           构建一个使用Builder接口的对象。它主要是用于创建一个复杂的对象，它主要有两个作用，一是：隔离了客户与对象的生产过程，二是：负责控制产品对象的生产过程。

    public class KFCWaiter { private MealBuilder mealBuilder; public KFCWaiter(MealBuilder mealBuilder) { this.mealBuilder = mealBuilder; } public Meal construct(){ //准备食物 mealBuilder.buildFood(); //准备饮料 mealBuilder.buildDrink(); //准备完毕，返回一个完整的套餐给客户 return mealBuilder.getMeal(); } }

    4.5 测试类（客户端类）

    public class Test { public static void main(String[] args) { //套餐A MealA a = new MealA(); //准备套餐A的服务员 KFCWaiter waiter = new KFCWaiter(a); //获得套餐 Meal mealA = waiter.construct(); System.out.print("套餐A的组成部分:"); System.out.println("食物："+mealA.getFood()+"； "+"饮品："+mealA.getDrink()); } }
    Processed: 0.014, SQL: 9