Java设计模式之建造者模式

1. 建造者模式 1.1 定义、优缺点、应用场景

在软件开发过程中有时需要创建一个复杂的对象，这个复杂对象通常由多个部件按一定的步骤组合而成。例如计算机是由CPU、主板、内存、硬盘、显卡、机箱、显示器、键盘、鼠标等部件组装而成的，用户不可能自己去组装计算机，而是将计算机的配置要求告诉计算机销售公司，计算机销售公司安排技术人员去组装计算机，然后再交给要买计算机的用户

定义：将一个复杂对象的定义和构造分离，使同样的构建过程可以创建不同的产品，这样的设计模式被称为建造者模式。它是将一个复杂的对象分解为多个简单的对象，然后一步一步构建而成。产品的组成部分是不变的，但每一部分可以灵活选择

优点：

• 封装性好，产品的定义和产品的构建相分离
• 扩展性好，各个具体的建造者相互独立，有利于系统的解耦
• 客户端不必知道产品内部组成的细节，建造者创建不同的部件是相互独立的，对其它部件不会产生影响

缺点：

• 产品的组成部分必须相同，这限制了其使用范围
• 如果产品的内部变化复杂，则建造者也要同步修改，后期维护成本较大

建造者模式和工厂模式的关注点不同：建造者模式注重零部件的组装过程，而工厂方法模式更注重零部件的创建过程，两者可以结合使用

应用场景：

• 相同的方法，不同的执行顺序，产生不同的结果
• 多个部件或零件，都可以装配到一个对象中，但是产生的结果又不相同
• 产品类非常复杂，或者产品类中不同的调用顺序产生不同的作用
• 初始化一个对象特别复杂，参数多，而且很多参数都具有默认值

1.2 模式的结构与实现

结构：

• 产品角色(Product)：它是包含多个组成部件的复杂对象，由具体建造者来创建其各个零部件
• 抽象建造者(Builder)：它是一个包含创建产品各个子部件的抽象方法的接口，通常还包含一个返回复杂产品的方法getResult
• 具体建造者(Concrete Builder)：实现Builder接口，完成复杂产品的各个部件的具体创建方法
• 指挥者(Director)：它调用建造者对象中的部件构造与装配方法完成复杂对象的创建，在指挥者中不涉及具体产品的信息

实现：

public class Java11Test {

    public static void main(String[] args) {

        // 可以通过配置文件进行类名的配置，然后实例化对应的具体建造者
        Engineer engineer = new ConcreteEngineer1();
        Company company = new Company(engineer);
        Computer computer = company.construct();
        computer.show();

    }
}


// 产品角色：计算机
class Computer {
    private String memory;
    private String disk;

    public void setMemory(String memory) {
        this.memory = memory;
    }

    public void setDisk(String disk) {
        this.disk = disk;
    }

    public void show() {
        System.out.println("生产的电脑配置---内存：" + memory + ", 磁盘：" + disk);
    }
}

// 抽象建造者：技术人员
abstract class Engineer {

    // 创建一台电脑
    protected Computer computer = new Computer();

    // 对电脑进行组装
    public abstract void buildMemory();

    public abstract void buildDisk();

    // 返回一台电脑
    public Computer getComputer() {
        return computer;
    }
}

// 具体建造者：技术人员1
class ConcreteEngineer1 extends Engineer {
    public void buildMemory() {
        computer.setMemory("金士顿");
    }

    public void buildDisk() {
        computer.setDisk("西部数据");
    }
}

// 指挥者
class Company {
    private Engineer engineer;

    public Company(Engineer engineer) {
        this.engineer = engineer;
    }

    // 进行电脑的组装
    public Computer construct() {
        engineer.buildMemory();
        engineer.buildDisk();

        return engineer.getComputer();
    }
}

执行程序，结果如下：

生产的电脑配置---内存：金士顿, 磁盘：西部数据