设计模式(Java语言)- 建造者模式

发布于 2021-04-06 00:16

　　前言

　　在日常的生活中，我们可以经常看到建造者模式的影子。比如，建造房子，那么房子就是一个产品，房子由门，窗，墙，地板等部门组成。然后包工头在建造房子的时候就根据设计好的图纸来建造，但是包工头并不是亲自来建造房子的，而是通过指挥工人来施工。再比如组装电脑，可以根据不同的厂商来组装成不同类型的包括cpu，gpu等都不一样的电脑。

　　建造者模式定义

　　建造者模式，也称之为创建者模式，将一个复杂的对象的构建和它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建出不同的表示，这样的设计模式称之为建造者模式。建造者模式将一个复杂的对象分解成多个简单的对象，然后利用简单的对象一步步构建出复杂的对象。它是变与不变相互分离，即一个产品的组成部分是相同的，但是每个部分产品确实可以依据具体情况来灵活选择。

　　建造者模式的应用场景

　　需要生成的产品对象具有复杂的内部结构，隔离产品构建和表示，比如：

　　1、Java中的java.lang.StringBuilder、java.lang.StringBuffer类使用到了建造者模式。

　　2、mybatis 中的SqlSessionFactoryBuilder使用到了建造者模式。

　　建造者模式的角色

　　1、产品（product）：被创建的复杂对象，内部具有多个属性等，由具体的建造者来构建。比如电脑，房子等都是产品角色。

　　2、抽象建造者（abstract builder): 抽象建造者是对产品构建过程的规范，比如建造房子需要哪些步骤才可以。类似于房子的设计图纸，所有的房子都是按照图纸建造出来的。

　　3、具体建造者（concrete builder）：具体建造者构建产品过程中每个步骤的具体体现。比如建造房子是需要地板，那么这个地板是用木板还是瓷砖来做的，都是由具体建造者角色来决定的。

　　4、指挥者（director）：指挥者就是根据具体建造者的步骤，依据不同的顺序来构建出具体的产品。比如每个包工头建造的房子的顺序都不一样，有的可以要先砌好墙，然后再砌地板，但是无论顺序怎么样，最终造出来的房子是一样的。

　　建造者模式UML类图

　　

 

 　　代码实现

　　首先，我先用上面组装电脑的例子用代码实现一下。

　　第一步，创建产品：computer

　　

/** * @InterfaceName: Computer * @description: * @author: rainple * @create: 2020-05-07 12:42 **/public class Computer {    private String gpu;    private String cpu;    private String ram;    private String mainboard;    private String power;    public String getGpu() {        return gpu;    }    public void setGpu(String gpu) {        this.gpu = gpu;    }    public String getCpu() {        return cpu;    }    public void setCpu(String cpu) {        this.cpu = cpu;    }    public String getRam() {        return ram;    }    public void setRam(String ram) {        this.ram = ram;    }    public String getMainboard() {        return mainboard;    }    public void setMainboard(String mainboard) {        this.mainboard = mainboard;    }    public String getPower() {        return power;    }    public void setPower(String power) {        this.power = power;    }    @Override    public String toString() {        return "Computer{" +                "gpu='" + gpu + '\'' +                ", cpu='" + cpu + '\'' +                ", ram='" + ram + '\'' +                ", mainboard='" + mainboard + '\'' +                ", power='" + power + '\'' +                '}';    }}

　　生成抽象Builder类

/** * @className: Builder * @description: * @author: rainple * @create: 2020-05-07 12:45 **/public abstract class Builder {    /**     * 组装显卡     */    abstract void buildGpu();    /**     * 组装cpu     */    abstract void buildCpu();    /**     * 组装内存     */    abstract void buildRam();    /**     * 组装主板     */    abstract void buildMainboard();    /**     * 组装电源     */    abstract void buildPower();    /**     * 获取电脑     * @return     */    abstract Computer getComputer();}

　　创建一个mac电脑

　　

/** * @className: MacComputer * @description: * @author: rainple * @create: 2020-05-07 12:47 **/public class MacComputerBuilder extends Builder {    private Computer computer;    public MacComputerBuilder() {        computer = new Computer();    }    @Override    void buildGpu() {        computer.setGpu("atx");        System.out.println("mac book is building gpu");    }    @Override    void buildCpu() {        computer.setCpu("intel i7");        System.out.println("mac book is building cpu");    }    @Override    void buildRam() {        computer.setRam("三星");        System.out.println("mac book is building ram");    }    @Override    void buildMainboard() {        computer.setMainboard("microStar");        System.out.println("mac book is building main board");    }    @Override    void buildPower() {        computer.setPower("战斧");        System.out.println("mac book is building power");    }    @Override    Computer getComputer() {        return computer;    }}

　　指挥者

/** * @className: Derector * @description: * @author: rainple * @create: 2020-05-07 12:52 **/public class Director {    private Builder builder;    public Director(Builder builder) {        this.builder = builder;    }    public void setBuilder(Builder builder) {        this.builder = builder;    }    /**     * 组装电脑，组装的顺序可以不同，但是最终组装出来的电脑是一致的     * @return     */    public Computer build() {        builder.buildGpu();        builder.buildCpu();        builder.buildMainboard();        builder.buildPower();        builder.buildRam();        return builder.getComputer();    }}

　　测试

/** * @className: Client * @description: * @author: rainple * @create: 2020-05-07 12:54 **/public class Client {    public static void main(String[] args) {        Builder builder = new MacComputerBuilder();        Director director = new Director(builder);        Computer build = director.build();        System.out.println(build);    }}

　　//mac book is building gpu

　　//mac book is building cpu

　　//mac book is building main board
　　//mac book is building power
　　//mac book is building ram
　　//Computer{gpu='atx', cpu='intel i7', ram='三星', mainboard='microStar', power='战斧'}

 

　　当我们在需要创建其它品牌的电脑时，我们只需要集成Builder即可，

/** * @className: HuaweiComputer * @description: * @author: rainple * @create: 2020-05-08 12:42 **/public class HuaweiComputerBuilder extends Builder {    private Computer computer;    public HuaweiComputerBuilder() {        computer = new Computer();    }    @Override    void buildGpu() {        computer.setGpu("显卡");    }    @Override    void buildCpu() {        computer.setCpu("cpu");    }    @Override    void buildRam() {        computer.setRam("内存");    }    @Override    void buildMainboard() {        computer.setMainboard("主板");    }    @Override    void buildPower() {        computer.setPower("电源");    }    @Override    Computer getComputer() {        return computer;    }}

　　测试

/** * @className: Client * @description: * @author: rainple * @create: 2020-05-07 12:54 **/public class Client {    public static void main(String[] args) {        Builder builder = new MacComputerBuilder();        Director director = new Director(builder);        Computer build = director.build();        System.out.println(build);        director.setBuilder(new HuaweiComputerBuilder());        build = director.build();        System.out.println(build);    }}

　　结果：

mac book is building gpu
mac book is building cpu
mac book is building main board
mac book is building power
mac book is building ram
Computer{gpu='atx', cpu='intel i7', ram='三星', mainboard='microStar', power='战斧'}
Computer{gpu='显卡', cpu='cpu', ram='内存', mainboard='主板', power='电源'}

 

　　建造者模式的优缺点

　　优点：

　　1、可以分步构建复杂的对象

　　2、能够解决复杂对象内部结构频繁的需求变动的问题

　　3、用户新增不同产品时，只需要新增具体的构建者即可，不需要修改原有的产品的构建流程

　　缺点：

　　1、建造者模式不适用于存有较大差异的产品对象

　　2、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

　　

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