07-建造者模式

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  1. 一、盖房项目需求
  2. 二、传统方式解决盖房需求
  3. 三、传统方式的问题分析
  4. 四、建造者模式基本介绍
  5. 五、建造者模式的四个角色
  6. 六、建造者模式解决盖房需求应用实例
  7. 七、建造者模式的注意事项和细节
  8. 八、抽象工厂模式 VS 建造者模式

一、盖房项目需求

  • 需要建房子：这一过程为打桩、砌墙、封顶
  • 房子有各种各样的，比如普通房，高楼，别墅，各种房子的过程虽然一样，但是要求不要相同的
  • 请编写程序，完成需求

二、传统方式解决盖房需求

传统方式

public abstract class AbstractHouse {
    //打地基
    public abstract void buildBasic();
    //砌墙
    public abstract void buildWalls();
    //封顶
    public abstract void roofed();

    /**
     * 构建方法
     */
    public void build() {
        buildBasic();
        buildWalls();
        roofed();
    }
}

// 普通房屋
public class CommonHouse extends AbstractHouse{
    @Override
    public void buildBasic() {
        System.out.println("普通房屋打地基");
    }

    @Override
    public void buildWalls() {
        System.out.println("普通房屋砌墙");
    }

    @Override
    public void roofed() {
        System.out.println("普通房屋封顶");
    }
}

// 高楼
public class HighRises extends AbstractHouse{
    @Override
    public void buildBasic() {
        System.out.println("高楼打地基");
    }

    @Override
    public void buildWalls() {
        System.out.println("高楼砌墙");
    }

    @Override
    public void roofed() {
        System.out.println("高楼封顶");
    }
}

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        AbstractHouse common = new CommonHouse();
        common.build();

        AbstractHouse high = new HighRises();
        high.build();
    }
}

运行结果:

普通房屋打地基
普通房屋砌墙
普通房屋封顶
高楼打地基
高楼砌墙
高楼封顶

三、传统方式的问题分析

  • 优点是比较好理解，简单易操作
  • 设计的程序结构，过于简单，没有设计缓存层对象，程序的扩展和维护不好. 也就是说，这种设计方案，把对象(即：房子) 和 创建对象的过程(即：建房子流程) 封装在一起，耦合性增强了。
  • 解决方案：将对象和创建过程解耦 => 建造者模式

四、建造者模式基本介绍

  • 建造者模式（Builder Pattern） 又叫生成器模式，是一种对象构建模式。它可以将复杂对象的建造过程抽象出来（抽象类别），使这个抽象过程的不同实现方法可以构造出不同表现（属性）的对象。
  • 建造者模式 是一步一步创建一个复杂的对象，它允许用户只通过指定复杂对象的类型和内容就可以构建它们， 用户不需要知道内部的具体构建细节。

五、建造者模式的四个角色

  • Product（产品角色）： 一个具体的产品对象。
  • Builder（抽象建造者）： 创建一个 Product 对象的各个部件指定的 接口/抽象类。
  • ConcreteBuilder（具体建造者）： 实现接口，构建和装配各个部件。
  • Director（指挥者）： 构建一个使用Builder 接口的对象。它主要是用于创建一个复杂的对象。它主要有两个作 用，一是：隔离了客户与对象的生产过程，二是：负责控制产品对象的生产过程。

六、建造者模式解决盖房需求应用实例

思路分析图解(类图)

建造者模式

代码实现

//产品->Product
public class House {
    // 地基
    private String baise;

    // 墙
    private String wall;

    // 屋顶
    private String roofed;

    public String getBaise() {
        return baise;
    }

    public void setBaise(String baise) {
        this.baise = baise;
    }

    public String getWall() {
        return wall;
    }

    public void setWall(String wall) {
        this.wall = wall;
    }

    public String getRoofed() {
        return roofed;
    }

    public void setRoofed(String roofed) {
        this.roofed = roofed;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "House{" + "baise=" + baise + ", wall=" + wall + ", roofed=" + roofed + "}";
    }
}

// 抽象构建者
public abstract class HouseBuilder {
    // 聚合产品
    protected House house = new House();

    //将建造的流程写好, 抽象的方法
    public abstract void buildBasic();
    public abstract void buildWalls();
    public abstract void roofed();

    //建造房子好， 将产品(房子) 返回
    public House buildHouse() {
        return house;
    }
}

// 具体建造者
public class CommonHouse extends HouseBuilder{
    @Override
    public void buildBasic() {
        house.setBaise("5米");
    }

    @Override
    public void buildWalls() {
        house.setWall("0.2米");
    }

    @Override
    public void roofed() {
        house.setRoofed("普通屋顶");
    }
}

// 具体建造者
public class HighBuilding extends HouseBuilder{
    @Override
    public void buildBasic() {
        house.setBaise("30米");
    }

    @Override
    public void buildWalls() {
        house.setWall("2米");
    }

    @Override
    public void roofed() {
        house.setRoofed("玻璃屋顶");
    }
}

// 指挥者，这里去指定制作流程，返回产品
public class HouseDirector {
    HouseBuilder houseBuilder = null;

    // 构造器传入 houseBuilder
    public HouseDirector(HouseBuilder houseBuilder) {
        this.houseBuilder = houseBuilder;
    }

    // 通过setter 传入 houseBuilder
    public void setHouseBuilder(HouseBuilder houseBuilder) {
        this.houseBuilder = houseBuilder;
    }

    // 如何处理建造房子的流程，交给指挥者
    public House constructHouse() {
        houseBuilder.buildBasic();
        houseBuilder.buildWalls();
        houseBuilder.roofed();
        House house = houseBuilder.buildHouse();
        return house;
    }
}

// 测试类
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        HouseDirector commonDirector = new HouseDirector(new CommonHouse());
        House common = commonDirector.constructHouse();
        System.out.println(common.toString()); // House{baise=5米, wall=0.2米, roofed=普通屋顶}

        HouseDirector highDirector = new HouseDirector(new HighBuilding());
        House high = highDirector.constructHouse();
        System.out.println(high.toString()); // House{baise=30米, wall=2米, roofed=玻璃屋顶}
    }
}

运行结果:

House{baise=5米, wall=0.2米, roofed=普通屋顶}
House{baise=30米, wall=2米, roofed=玻璃屋顶}

七、建造者模式的注意事项和细节

  • 客户端(使用程序)不必知道产品内部组成的细节，将产品本身与产品的创建过程解耦，使得相同的创建过程可 以创建不同的产品对象
  • 每一个具体建造者都相对独立，而与其他的具体建造者无关，因此可以很方便地替换具体建造者或增加新的具体建造者， 用户使用不同的具体建造者即可得到不同的产品对象
  • 可以更加精细地控制产品的创建过程 。将复杂产品的创建步骤分解在不同的方法中，使得创建过程更加清晰， 也更方便使用程序来控制创建过程
  • 增加新的具体建造者无须修改原有类库的代码，指挥者类针对抽象建造者类编程，系统扩展方便，符合 “开闭 原则 ”
  • 建造者模式所创建的产品一般具有较多的共同点，其组成部分相似，如果产品之间的差异性很大，则不适合使 用建造者模式，因此其使用范围受到一定的限制。
  • 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，因 此在这种情况下，要考虑是否选择建造者模式.

八、抽象工厂模式 VS 建造者模式

抽象工厂模式实现对产品家族的创建，一个产品家族是这样的一系列产品：具有不同分类维度的产品组合，采用抽象工厂模式不需要关心构建过程，只关心什么产品由什么工厂生产即可。而建造者模式则是要求按照指定 的蓝图建造产品，它的主要目的是通过组装零配件而产生一个新产品

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