建造者模式

什么是建造者模式

建造者模式（Builder Pattern）是一种对象构建的设计模式，它允许你通过一步一步地构建一个复杂对象，来隐藏复杂对象的创建细节。
这种模式将一个复杂对象的构建过程与其表示过程分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。命名建议以Builder结尾，以达到见名之意。

在建造者模式中，通常包含以下几个角色：

• 产品（Product）：这是最终要创建的对象，它通常包含多个属性，并且可能具有复杂的内部结构。
• 抽象建造者（Builder）：这是一个接口或者抽象类，定义了创建产品所需的方法。这些方法通常是一系列设置产品属性的步骤。
• 具体建造者（ConcreteBuilder）：这个类实现了抽象建造者接口，提供了构建产品的具体实现。它包含了创建产品对象的所有逻辑，并可以一步步地设置产品对象的属性。
• 导演者（Director）：这是一个可选的角色，它负责调用建造者接口中的方法来构建产品对象。导演者可以简化客户端代码，使得客户端无需关心具体的构建步骤。

使用场景

• 当我们要建造一个复杂的产品。比如：手机时。这种复杂产品的创建，需要处理子组件装配的问题。
• 实际开发中，我们所需要的对象构建时也非常复杂，有很多步骤需要处理时。

建造者模式的本质

• 分离了对象子组件的单独构造（有Buider来负责）和装配（有Director负责）。从而可以构造负责的对象。
• 这个模式适用于在某个对象构建过程复杂的情况下使用。
• 由于实现了构建和装配的解耦。不同的构建器，相同的装配，可以做出不同的对象； 相同的构建器，不同的装配顺序也可以做出不同的对象。也就是实现了构建算法、装配算法的解耦，实现了更好的复用。

案例

实现建造华为手机与小米手机

通过静态内部类作为建造者

Phone.java

public class Phone {// 机身private String fuselage;// 摄像头private String camera;// 系统内核private String systemKernel;// 私有构造方法，只能通过建造者创建private Phone(Builder builder) {this.fuselage = builder.fuselage;this.camera = builder.camera;this.systemKernel = builder.systemKernel;}@Overridepublic String toString() {return "Phone{" +"fuselage='" + fuselage + '\'' +", camera='" + camera + '\'' +", systemKernel='" + systemKernel + '\'' +'}';}// 静态内部类作为建造者static class Builder {// 机身private String fuselage;// 摄像头private String camera;// 系统内核private String systemKernel;public Builder setFuselage(String fuselage) {this.fuselage = fuselage;return this;    // 链式调用}public Builder setCamera(String camera) {this.camera = camera;return this;    // 链式调用}public Builder setSystemKernel(String systemKernel) {this.systemKernel = systemKernel;return this;    // 链式调用}// 创建手机public Phone createPhone(){return new Phone(this);}}
}

Client.java

public class Client {public static void main(String[] args) {Phone phone = new Phone.Builder().setCamera("华为摄像头").setFuselage("华为机身").setSystemKernel("鸿蒙系统").createPhone();System.out.println(phone);Phone phone2 = new Phone.Builder().setCamera("小米摄像头").setFuselage("小米机身").setSystemKernel("小米系统").createPhone();System.out.println(phone2);}
}

执行结果：

通过接口实现建造者模式

UML

不使用导演者

Phone.java

public class Phone {// 机身private String fuselage;// 摄像头private String camera;// 系统内核private String systemKernel;public void setFuselage(String fuselage) {this.fuselage = fuselage;}public void setCamera(String camera) {this.camera = camera;}public void setSystemKernel(String systemKernel) {this.systemKernel = systemKernel;}@Overridepublic String toString() {return "Phone{" +"fuselage=" + fuselage +", camera=" + camera +", systemKernel=" + systemKernel +'}';}
}

IPhoneBuider.java

// 手机 抽象建造者定义接口
public interface IPhoneBuider {// 设置机身IPhoneBuider setFuselage(String fuselage);// 设置摄像头IPhoneBuider setCamera(String camera);// 设置系统内核IPhoneBuider setSystemKernel(String systemKernel);// 返回创建对象Phone buildPhone();
}

PhoneBuilder.java

// 建造者具体实现
public class PhoneBuilder implements IPhoneBuider {// 定义建造者返回对象private Phone phone;public PhoneBuilder() {// 初始化Phonethis.phone = new Phone();}@Overridepublic IPhoneBuider setFuselage(String fuselage) {phone.setFuselage(fuselage);return this;}@Overridepublic IPhoneBuider setCamera(String camera) {phone.setCamera(camera);return this;}@Overridepublic IPhoneBuider setSystemKernel(String systemKernel) {phone.setSystemKernel(systemKernel);return this;}@Overridepublic Phone buildPhone() {return phone;}
}

TestClient2.java

public class TestClient2 {public static void main(String[] args) {// 创建建造具体建造者PhoneBuilder phoneBuilder = new PhoneBuilder();Phone phone = phoneBuilder.setCamera("装配小米摄像头").setFuselage("装配小米机身").setSystemKernel("装配小米系统").buildPhone();System.out.println(phone.toString());}
}

使用导演者

新增导演者
HuaweiDirector.java

// 华为手机导演者
public class HuaweiDirector {// 定义建造者属性private IPhoneBuider phoneBuider;public HuaweiDirector(IPhoneBuider phoneBuider) {this.phoneBuider = phoneBuider;}public Phone createPhone(){Phone phone = phoneBuider.setCamera("装配华为摄像头").setFuselage("装配华为机身").setSystemKernel("装配鸿蒙系统").buildPhone();return phone;}
}

TestClient.java

public class TestClient {public static void main(String[] args) {// 创建建造具体建造者PhoneBuilder phoneBuilder = new PhoneBuilder();// 创建导演者 传入具体建造者HuaweiDirector huaweiDirector = new HuaweiDirector(phoneBuilder);// 通过导演者构建手机Phone phone = huaweiDirector.createPhone();System.out.println(phone.toString());}
}

gitee源码

git clone https://gitee.com/dchh/JavaStudyWorkSpaces.git