建造模式(Builder)

定义

建造模式是对象的创建模式。建造模式可以将一个产品的内部表象(internal representation)与产品的生产过程分割开来,从而可以使一个建造过程生成具有不同的内部表象的产品对象。—阎宏《JAVA与模式》

一个产品常有不同的组成成分作为产品的零件,这些零件有可能是对象,也有可能不是对象,它们通常又叫做产品的内部表象(internal representation)。不同的产品可以有不同的内部表象,也就是不同的零件。使用建造模式可以使客户端不需要知道所生成的产品有哪些零件,每个产品的对应零件彼此有何不同,是怎么建造出来的,以及怎么组成产品。


构造模式的结构

1、抽象建造者(Builder)角色:给 出一个抽象接口,以规范产品对象的各个组成成分的建造。一般而言,此接口独立于应用程序的商业逻辑。模式中直接创建产品对象的是具体建造者 (ConcreteBuilder)角色。具体建造者类必须实现这个接口所要求的两种方法:一种是建造方法(buildPart1和 buildPart2),另一种是返还结构方法(retrieveResult)。一般来说,产品所包含的零件数目与建造方法的数目相符。换言之,有多少 零件,就有多少相应的建造方法。

2、具体建造者(ConcreteBuilder)角色:担任这个角色的是与应用程序紧密相关的一些类,它们在应用程序调用下创建产品的实例。这个角色要完成的任务包括:1.实现抽象建造者Builder所声明的接口,给出一步一步地完成创建产品实例的操作。2.在建造过程完成后,提供产品的实例。

3、导演者(Director)角色:担任这个角色的类调用具体建造者角色以创建产品对象。应当指出的是,导演者角色并没有产品类的具体知识,真正拥有产品类的具体知识的是具体建造者角色。

4、产品(Product)角色:产品便是建造中的复杂对象。一般来说,一个系统中会有多于一个的产品类,而且这些产品类并不一定有共同的接口,而完全可以是不相关联的。

UML图

构造模式UML图.png

代码
产品类Product

public class Product {
    /**
     * 定义一些关于产品的操作
     */
    private String part1;
    private String part2;
    public String getPart1() {
        return part1;
    }
    public void setPart1(String part1) {
        this.part1 = part1;
    }
    public String getPart2() {
        return part2;
    }
    public void setPart2(String part2) {
        this.part2 = part2;
    }
}

抽象建造者类Builder

public interface Builder {
    public void buildPart1();
    public void buildPart2();
    public Product retrieveResult();
}

具体建造者类ConcreteBuilder

public class ConcreteBuilder implements Builder {

    private Product product = new Product();
    /**
     * 产品零件建造方法1
     */
    @Override
    public void buildPart1() {
        //构建产品的第一个零件
     product.setPart1("编号:9527");
    }
    /**
     * 产品零件建造方法2
     */
    @Override
    public void buildPart2() {
        //构建产品的第二个零件
     product.setPart2("名称:XXX");
    }
    /**
     * 产品返还方法
     */
    @Override
    public Product retrieveResult() {
        return product;
    }
}

导演者类Director

public class Director {
    /**
     * 持有当前需要使用的建造器对象
     */
    private Builder builder;
    /**
     * 构造方法,传入建造器对象
     * @param builder 建造器对象
     */
    public Director(Builder builder){
        this.builder = builder;
    }
    /**
     * 产品构造方法,负责调用各个零件建造方法
     */
    public void construct(){
        builder.buildPart1();
        builder.buildPart2();
    }
}

客户端类Client

public class Client {
    public static void main(String[]args){
        Builder builder = new ConcreteBuilder();
        Director director = new Director(builder);
        director.construct();
        Product product = builder.retrieveResult();
        System.out.println(product.getPart1());
        System.out.println(product.getPart2());
    }
}

使用场景及说明

不管如何变化,建造模式都存在这么两个部分,一个部分是部件构造和产品装配,另一个部分是整体构建的算法。认识这点是很重要的,因为在建造模式中,强调的是固定整体构建的算法,而灵活扩展和切换部件的具体构造和产品装配的方式。

有时候,Builder接口没有必要定义,直接提供一个具体的建造者类就可以了。

对于创建一个复杂的对象,可能会有很多种不同的选择和步骤,干脆去掉“导演者”,把导演者的功能和Client的功能合并起来,也就是说,Client这个时候就相当于导演者,它来指导构建器类去构建需要的复杂对象。

在什么时候使用建造模型
1、需要生成的产品对象有复杂的内部结构,每一个内部成分本身可以是对象,也可以仅仅是一个对象(即产品对象)的一个组成部分。
2、需要生成的产品对象的属性相互依赖。建造模式可以强制实行一种分步骤进行的建造过程,因此,如果产品对象的一个属性必须在另一个属性被3、在对象创建过程中会使用到系统中的其他一些对象,这些对象在产品对象的创建过程中不易得到。

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