建造者模式

建造者模式（Builder Pattern），旨在解决复杂对象的创建过程，将对象与其创建过程分离，通过相同的创建过程创建多种不同的对象。 生活中有很多复杂对象构建的例子。例如，汽车生产线的组装，都要经过车架、车身、变速箱、发动机、车轮等零部件的组装过程，如果将这些组装过程单独抽取出来，将组装结果——汽车独立出来，那么这个组装过程就可以重用，比如组装不同颜色、不同品牌的各种汽车。再比如，建房子，需要经过打地基、搭框架、砌墙、封顶等一系列复杂过程，如果对这个过程进行抽象，将房子和其建造过程分离，则更灵活，如通过这个建造过程可以建造高层建筑、低层建筑、普通民房等房屋。 1. 什么是建造者模式 建造者模式（Builder Pattern），又叫生成器模式，将复杂对象的创建过程和对象本身进行抽象和分离，使得创建过程可以重用并创建多个不同表现的对象。 优点： 各个具体的建造者相互独立，有利于系统的扩展; 客户端不必知道产品内部组成的细节，便于控制细节风险。 缺点： 产品的创建过程相同才能重用，有一定的局限性； 产品的内部创建过程变化。 2. 建造者模式结构 建造者模式有4个角色： 产品角色（Product）：复杂对象，复杂的创建过程中包含多个创建步骤，由具体建造者来实现各个创建步骤的业务逻辑； 抽象建造者（Abstract Builder）：抽象产品角色的多个创建步骤，可以是接口和抽象类，通常会定义一个方法来创建复杂产品，一般命名为build； 具体建造者(Concrete Builder）：实现抽象建造者中定义的创建步骤逻辑，完成复杂产品的各个部件的具体创建方法； 指挥者（Director）：调用抽象建造者对象中的部件构造与组装方法，然后调用build方法完成复杂对象的创建； 他们之间的关系如下图所示： Figure 1. 建造者模式类结构图 Director内部组合了抽象的Builder，用来构建产品；Client依赖Director创建产品，但是需要告诉它使用什么具体的Builder来创建,也就是会依赖具体的构建器. 抽象的Builder有两种形式：抽象类和接口。图中抽象的Builder为抽象类，其内部组合依赖了Product，并在build方法直接返回它；如果抽象Builder为接口，那么内部不会依赖Product，类结构上也会有一些变化，如下图所示: Figure 2. Builder为接口时的类结构图 最显著的区别是，具体构建器需要实现build方法，返回具产品信息。标准设计模式提供的是一种思路，在具体实现的时候有很多形式，但是其核心思想是不变的。 3. 示例 下面我们看一个简单的示例：我们建设生产一部普通汽车，都需要经过组装底盘、组装变速箱、发动机、车架等步骤，如果我们把汽车和它的生产过程分离开，使用建造者模式来实现，该怎么做呢？ 1、首先，汽车就是我们需要建造的产品，其定义如下： 产品 class Car { // 发动机 private String motor; // 变速箱 private String gearbox; // 底盘 private String chassis; // 车架 private String frame; } 为了简单，这里省略了getter和setter。这里的产品已经是具体的产品了，实际上，这个产品一般是抽象的产品，下边可能会有多个具体的产品信息。 2、然后，抽象汽车生产过程，定义抽象的建造者： 抽象建造者 abstract class CarBuilder { protected Car car = new Car(); // 构建发动机 abstract void buildMotor(); // 构建变速箱 abstract void buildGearbox(); // 构建底盘 abstract void buildChassis(); // 构建车架 abstract void buildFrame(); public Car build() { return car; } } ...